试论U形渠道抛物线形量水堰推广应用研究.doc

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1、试论U形渠道抛物线形量水堰推广应用研究　摘要针对东雷抽黄灌区的现状与存在的问题，引进了“U形渠道平底抛物线形无喉道量水槽”，介绍了该量水槽的优点，提出了推广的技术要点和改进点，以为该成果的推广应用提供参考。　　关键词U形渠道；抛物线形量水堰；东雷抽黄灌区；陕西渭南　　　　　东雷抽黄是以黄河为水源的大型高扬程多级电力提灌工程，灌溉面积5.074万hm2，有效灌溉面积4.27万hm2，灌区共有梯形干渠7条、U形支渠42条、U形斗渠389条、U形分引渠3820条，正常年份平均斗口用水量7000万m3。灌区已形成优质苹果基地2万hm2和小杂果基地6666

2、.67hm2。灌溉事业的发展极大地改善了灌区农业生产和农村生活条件，推动了灌区产业结构的不断调整和区域社会经济的发展。　　U形渠具有占地少、水力条件好、整体性能优良和方便管理等诸多优点，但没有与其完善配套的量水堰。该文对“U形渠道平底抛物线形无喉道量水堰”科研成果进行总结，提出了推广技术要点和改进点，以使该成果能在陕西省乃至全国得到更好地推广应用。　　1灌区现状与存在的问题　　20世纪70年代以来，我国广泛采用U形断面衬砌渠道，因其水力条件好、过流能力大、输沙能力强，抗冻抗折、防渗防淤、整体性能好、省工省料、占地少和管理方便等优点，特别适合在扬程

3、高、抽水成本大的抽水灌区应用，其经济效益十分可观。但是没有与其完善配套的量水堰。随着U形渠道的广泛应用，其量水计量征费难的问题已成为灌区管理的难题，其原因主要有以下几点：①现有巴歇尔、无喉道等量水堰只适用于矩形和梯形渠道，如原状嫁接在U形渠道上时，由于上、下游水力条件的改变及过流段连接不善，而失去量水功能或量水误差较大；②以往采用流速仪和浮标测量水量的方法，因U形渠道部分过水面积难以计算准确，平均流速难以确定，操作不便；③这种渠堰不配，甚至有渠无堰的现象，使灌区由此浪费水量数百万立方米之多，损失在数百万元以上，使行水组织无法准确计量征费和计划配水

4、。这也成为影响基层行水干部与灌区群众关系，造成个别行水干部“坑农”、“亏农”等不廉政行为的重要因素和条件[1]。　　2对策研究　　量水堰是不可代替的量水设施（如同水表、电表），U形支渠、斗渠、分引渠道量水堰是各管理总站、段斗、村组3级水管组织按计划调配水量、结算水帐、按量计费的依据处，是管理局对各管理总站、基层段斗行水组织年度供水目标任务、经济指标考核的量化口，也是各项灌溉系数的施测点。解决U形渠道量水难，订好供水单位与灌农买卖双方的“公平秤”尤为重要。对此，管理局抽调技术人员，设立专项资金，成立项目技术攻关组，先将巴歇尔堰、无喉道堰原状嫁接到U

5、形渠道上，因水流条件的改变，未能形成量水曲线，未达到量水效果；后邀请科研院校专家教授来灌区实地调研，结合实际，应用高校科研技术成果，走出一条引进试验、创新成果、推广应用的道路。　　3引进新型量水堰3　　“U形渠道平底抛物线形无喉道量水槽”（简称抛物线形量水堰）是西北农林科技大学研究的技术成果，在国家科技部、农业部、水利部联合召开的全国农业节水技术评估会上确定为农业节水大面积推广项目。在西农大教授指导下，在加西干五斗、东雷四支渠上各试验修建1座抛物线形量水堰。在试运行中，技术人员多次运用三角堰、流速仪和无喉道堰同时进行3个灌季的测试校验，其结果表明

6、：该堰不仅适应多泥沙水流量水，且具有量水精度高、过流能力强、泥沙影响小、水头损失小、省工省料等优点，是多泥沙灌区U形渠道上理想的量水设施[2]。　　经测校资料对比分析，抛物线形量水堰显现出以下优点：　　（1）该堰结构简单，施工方便，省工省料，造价低廉，坚固耐用。在U形渠道上，不计上、下游30～50m的“U”改“梯”费用，仅安装歇尔堰的费用包括：支渠2864元，斗渠860元，分引渠360元；而安装抛物线形量水堰的费用包括：支渠392元，斗渠180元，分引渠130元。经比较发现，该堰可节省费用达83%。　　（2）量水精度高。经过试验观测，该堰断面上宽

7、下窄，水位对流量的变化反应比较灵敏，因此量水精度高。一般平均误差在3.2%以内（小于5%的灌溉量水误差要求），精确测量的最小流量为5L/s，最大流量可测到1500L/s。　　（3）壅水高度小，过流能力强。由于抛物线形断面与U形断面面积相同时，其水力半径大于U形断面，因而水流所受阻力小，壅水高度小，具有较强的过水能力。　　（4）不致泥沙淤积。由于该堰是平底开敞式，在已成渠道上安装，不会引起渠道淤积。　　（5）自由流态稳定，适应性强。这种量水堰在适用比降范围内均未发生过淹没出流现象。　　（6）使用方便。在测流时只需读出上游水尺，即可由量水手册查得过堰

8、流量。　　（7）抛物线形断面与U形渠道断面相协调，U形渠道尺寸改变时，抛物线的形状口也随之变化，但流量公式及量水　　精度不变。　　因此，