红旗水库灌区流量率定方法的研究

关胜文

摘 要： 国家水资源监控能力建设是落实2011年中央一号文件精神，实行最严格水资源管理制度的重要技术支撑和主要工作，是水利信息化建设的龙头工程。农业用水量的确定对严格把控水资源三条红线以及农业水价改革具有重要意义，灌区流量率定工作的关键在于确定好正确的流量率定方法。本文就水位-流量关系线法以及明渠流量计法对大连红旗水库灌区的适用性、准确性做了对比，分析了2017年至2019年红旗水库灌区流量率定的工作成果，为灌区流量率定方法的选择提供参考

关键词：国家水资源监测工程; 流量率定; 明渠流量计; 水位-流量关系

【中图分类号】S274.1  【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0257-01

水资源作为一种重要的资源，严格管理好水资源至关重要，对于灌区来说，在满足农业灌溉的基础上，最大程度地提高用水效率对节约水资源有着极大的作用，这就需要对灌溉用水量做到严格的统计，因此做好灌区流量率定工作至关重要。

1 红旗水库灌区流量率定工作概述

1.1 红旗水库流量率定工作来由

红旗水库灌区流量率定工作作为国家水资源监控能力建设一期工程的一部分，目的在于掌握农业灌溉的用水量，该项目于2016年建成，根据省项目办要求和相关技术规范，在灌溉期开展流量监测工作。并且在获取到各个监测点实测流量的基础上，通过研究分析，确定各监测点流量转化参数，为准确推算各取水口取水量提供技术支撑。

1.2 红旗水库灌区情况简介

红旗水库位于普兰店区星台镇与城子坦镇交界处刘屯村，碧流河支流吊桥河上，坝址以上流域面积96.01平方公里，多年平均径流量2976万平方米，始建于1968年10月，竣工于1969年8月。

水库枢纽由大坝、溢洪道、输水洞等工程组成。大坝为粘土心塘坝，最大坝高 15.50米，坝长390米。输水工程为坝下埋涵式，洞口尺寸1.8×1.8米，最大泄量17.1立方米/秒。溢洪道为宽顶堰型，净宽30米，上安有4孔弧形钢闸门，最大泄量487立方米/秒。

水库按50年标准设计，1000年一遇标准核核。总库容 4886万立方米，防洪库容1565万立方米。

灌区工程于1973年10月建成。灌区南北长20公里，横跨吊桥河和余粮河两条河流。灌区有渠道自流、沿河补水和库区提水三部分。自流灌区有总干l条，干渠2条。

1.3 監测断面的选择

根据灌溉渠首引水情况，水位涨落主要受输水洞闸门开启高度和下游渠道闸门开启高度影响。水位监控点布设在渠首以下约20米处的主干渠上，并布设1个流量监测断面，测流断面河段顺直，河段河床由混凝土组成。

1.4 水位-流量关系线法成果分析

2017年共计比测27次，水位流量关系图如图1。

从2017年的比测成果可以看出，由于受到闸门回水影响，水位流量不成关系。

1.5 明渠流量计法成果分析

在2018年比测中，各流量级均匀布置了流量测次。为了减少误差，流量比测的同步性最为关键，明渠流量计和流速仪测流同时进行，以最大限度的保证流量测验精度和代表性。流量测验根据流量测验规范进行布设测深、测速垂线，采用测深杆施测水深，悬杆、悬索施测流速。流速仪采用ls68型旋浆式流速仪，测速历时100秒，起点距采用米绳施测。期间共比测26次流量，最大流量3.99m3/s，最小流量2.53m3/s，流量对比线性图见图2。

从上图可以看出，流速仪施测流量与明渠流量计流量呈单一线性关系，相关系数为1.0038。

2 水位-流量关系线法及明渠流量计法选择

2.1 水位-流量关系线法和明渠流量计法的优缺点比较

水位-流量关系线法的优点是成本较低，缺点是适用条件比较严格，需要在顺直的河道中使用而且不能受到上下游闸门的影响。

明渠流量计法相对于水位-流量关系线法的优点是适用条件比较广，但是成本较高。

2.2 水位-流量关系线法和明渠流量计法对红旗水库灌区的适用度分析

根据水位-流量关系线法以及明渠流量计法成果分析来看，水位-流量关系线法中出现了很多异常的点不上线，这些点往往是由于闸门位置和水位计距离太近所产生的回流导致。

而采用明渠流量计法后，红旗水库的率定结果比较理想，从流量对比线性图来看，呈单一线性关系，满足率定要求。

3 选择其它流量率定方法的设想

对于有闸门控制的灌区渠道来说，可以通过建立闸门启闭高度与流量的关系来确定断面水量。由于闸门启闭高度直接影响断面的流量，因此把闸门启闭高度作为自变量，断面流量作为因变量，两者的相关程度更高。在日后的流量率定工作中可以考虑使用该率定方法，建立闸门启闭高度与流量的关系，以达到监测出断面水量的效果。

参考文献

[1]水信息技术[M]，南京：水利水电出版社，2009，1.

[2]水库出库站水位-流量关系不稳定原因分析[J]，中国西部科技，2008，9.