基于水动力学模型的灌溉渠道水流量水方法研究

白 静，谢崇宝，黄 斌，商学营

(1.中国灌溉排水发展中心，北京 100054；2.中国水利水电科学研究院，北京 100044；3.滨州市簸箕李引黄灌溉管理局，山东 滨州 251700)

0 研究背景

农业是中国的用水大户，其中2016年，农业用水量为3 768 亿m3，占用水总量的62.4%[1]。在优化农业用水配置和推行农业节水的过程中，流量的量测是用水管理的重要基础。灌溉渠道的流量是灌区水调度、用水总量管理和水费计收的重要依据[2,3]。实现用水总量控制、定额管理的前提为灌区用水的精确计量。在渠道重要的分水节点、产权交割点、用水户分界点建立有效且实用的量水设施十分必要。

现有的量水方法有：量水槽、量水堰、建筑物量水和标准断面量水法等。在灌区中渠道断面多以梯形或者U型为主，量水槽是灌区明渠量水使用最广泛的设施，且精度较高[4-6]。对于比较复杂的设施，如巴歇尔水槽的施工偏差会降低量水精度[7,8]；对于结构简单的设施，如梯形薄壁堰[9]和三角形薄壁堰[10]，减小渠道过水面积或者抬高渠底，通常会造成额外的水头损失或者减小渠道的过水面积，对于含沙量较大的明渠水流，容易造成泥沙淤积。建筑物量水方式的使用范围也有一定的局限性，一般应用于建筑物附近的渠段。标准断面量水法需要在渠道上选择水力条件良好的断面，根据大量的水位-流量资料率定得到流量水位关系公式，通过实测水位获得流量。对于非恒定流动，流量水位并不是一一对应关系，而是呈现绳套曲线关系[11-13]。……