無(wú)喉道量水槽在灌區(qū)渠道流量智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出。在我國(guó)水資源緊缺的環(huán)境下，作為占總用水量70％以上的農(nóng)業(yè)灌溉用水管理落后、浪費(fèi)嚴(yán)重，相當(dāng)一部分水量由于人們節(jié)水意識(shí)弱而白白流失。科學(xué)進(jìn)行用水規(guī)劃，合理進(jìn)行用水調(diào)度，精確進(jìn)行測(cè)水量水，充分發(fā)揮灌溉用水量的節(jié)水潛力，正日益受到全社會(huì)的高度重視。灌區(qū)測(cè)水量水是加強(qiáng)灌溉管理、強(qiáng)化節(jié)約用水的基礎(chǔ)工作。加大科技投入研發(fā)新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行節(jié)水、創(chuàng)新灌溉管理體制從管理機(jī)構(gòu)和管理模式方面進(jìn)行節(jié)水，是推動(dòng)灌區(qū)

2、節(jié)水的兩個(gè)重要措施。
　　 灌區(qū)用水計(jì)量作為灌溉節(jié)約用水的基礎(chǔ)，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性將直接關(guān)系到節(jié)水措施能否落到實(shí)處。目前我國(guó)明渠測(cè)流技術(shù)、方法及設(shè)備有很多種，許多測(cè)流方法特別是新型的測(cè)流方法設(shè)施未能在灌區(qū)大量使用，無(wú)法在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)某一種測(cè)流方法或設(shè)備進(jìn)行細(xì)致的研究，并投入到實(shí)際運(yùn)行中來(lái)跟蹤其實(shí)用性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)，是優(yōu)化改進(jìn)已有量水方法、完善灌區(qū)測(cè)水量水技術(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的研究。同時(shí)，無(wú)論采用何種方法進(jìn)

3、行測(cè)量，最終需要讀取水位或流速數(shù)據(jù)。然而，灌區(qū)渠道眾多、測(cè)量點(diǎn)分散，人工讀取數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且每日讀取次數(shù)有限，有限的數(shù)據(jù)不能夠反應(yīng)灌區(qū)頻繁變化的流量情況。況且人工統(tǒng)計(jì)后續(xù)處理繁瑣，計(jì)算過(guò)程受人為因素影響，結(jié)果可靠性較低，不能夠及時(shí)應(yīng)用到灌區(qū)配水調(diào)水工作中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展，借助電子傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)灌區(qū)流量數(shù)據(jù)的采集、記錄與處理，可大大節(jié)省人力，并具有實(shí)時(shí)、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安裝簡(jiǎn)單、使用方便、穩(wěn)定可靠

4、等方面考慮，選擇了量水槽中的無(wú)喉道量水槽作為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究。
　　 1、對(duì)無(wú)喉道量水槽的結(jié)構(gòu)形式、量水水力學(xué)原理、流量計(jì)算方法、設(shè)計(jì)施工等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。對(duì)無(wú)喉道量水槽測(cè)量精度控制主要做了兩方面的工作，一是根據(jù)原有渠道的設(shè)計(jì)流量、渠寬、坡降等參數(shù)進(jìn)行無(wú)喉道量水槽水力計(jì)算分析，仔細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算出無(wú)喉道量水槽的外形幾何數(shù)據(jù)并繪出施工圖紙;二是嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和技術(shù)要求施工，確保建造后的量水槽尺寸與圖紙一致、糙率均勻、堅(jiān)固

5、耐用等;將水位傳感器放置測(cè)流井內(nèi)，以消除水面波動(dòng)對(duì)水位的影響。
　　 2、運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)通信設(shè)備和軟件技術(shù)結(jié)合無(wú)喉道量水槽技術(shù)，對(duì)灌區(qū)自動(dòng)化測(cè)水量水進(jìn)了系統(tǒng)研究，對(duì)實(shí)時(shí)遙測(cè)所需要的水位傳感器、通信設(shè)備、工控機(jī)和組態(tài)軟件等進(jìn)行了闡述;結(jié)合當(dāng)前山東省大范圍內(nèi)進(jìn)行的小農(nóng)水重點(diǎn)縣建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)了實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)并建成了基于無(wú)喉道量水槽的智能流量遙測(cè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)量水準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，取得了一些經(jīng)驗(yàn)和效果。
　　 3、對(duì)無(wú)喉道

6、量水槽測(cè)流進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，測(cè)量精度率定首先是對(duì)所測(cè)水位進(jìn)行多種方法校對(duì)，確保所測(cè)水位準(zhǔn)確無(wú)誤，確保不出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常和系統(tǒng)錯(cuò)誤;其次采用超聲波流量計(jì)和流速儀進(jìn)行測(cè)流比對(duì)，以分析校對(duì)所測(cè)流量值的大小予以修正。
　　 通過(guò)以上研究得出以下主要結(jié)論:
　　 1、對(duì)于干渠因坡降小流量大，建設(shè)無(wú)喉道量水槽后渠道雍水過(guò)大，過(guò)流條件較惡劣，不宜采用無(wú)喉道量水槽測(cè)流;對(duì)于斗農(nóng)渠因坡度較陡流量較小，渠首水頭富足且渠道設(shè)計(jì)超高較大，因此適于使用無(wú)

7、喉道量水槽進(jìn)行測(cè)流，且測(cè)流效果較好。
　　 2、通過(guò)無(wú)喉道量水槽與便攜式超聲波流量計(jì)和流速儀測(cè)流的對(duì)比試驗(yàn)，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性分析表明無(wú)喉道量水槽測(cè)流精度較高，滿足斗農(nóng)渠測(cè)流要求。
　　 3、本智能流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但具有足夠的量水精度，而且克服了人工測(cè)流勞動(dòng)強(qiáng)度大、測(cè)量精度低、不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)連續(xù)記錄、資料統(tǒng)計(jì)計(jì)算復(fù)雜等諸多局限，在實(shí)際應(yīng)用中具有很好的實(shí)用性。系統(tǒng)自建成投入使用后，灌區(qū)用水管理部門(mén)做到了實(shí)時(shí)精確的測(cè)水量水、

8、科學(xué)高效的輸水引水、合理迅捷的水量調(diào)配，系統(tǒng)的建成真正意義上實(shí)現(xiàn)了灌溉用水的按方收費(fèi)和計(jì)劃用水，推動(dòng)了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。量水設(shè)施和智能流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝，校核與檢驗(yàn)了灌溉渠道的實(shí)際輸水能力、渠道輸水損失，精確地測(cè)量了各渠道、各用水戶的用水量，為灌區(qū)管理者提供了科學(xué)直觀的一手資料。科學(xué)合理的水費(fèi)征收增強(qiáng)了用水戶的節(jié)水意識(shí)，使灌區(qū)灌溉保證率得到了提高，水資源浪費(fèi)情況得到了控制，充分體現(xiàn)灌區(qū)信息化為灌溉管理、節(jié)水用水等方面帶來(lái)的效能。本套基于無(wú)