常用农业灌溉水表精确性及耐砂耐冻测试评价

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1、灌溉排水学报２０１５年１０月第３４卷第１０期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）１０－００１９－０６常用农业灌溉水表精确性及耐砂耐冻测试评价陈震１，范永申１，周庆峰２，段福义１，王正奇２，李浩１（１．中国农业科学院农田灌溉研究所／河南省节水农业重点实验室，河南新乡４５３００２；２．河南省范县水利局，河南范县４５７５００）摘要：针对农业灌溉用水计量设备计量误差问题，对常用的液封式可拆卸垂直、水平螺翼和干式可拆卸水平螺翼、防堵塞水表和超声波流量计进行水力性能试验，并在含砂率１／１００００、

2、１／５０００、１／１０００条件下对水表进行５００ｈ磨损试验和在－５、－１０、－１５℃进行５０ｈ的冻胀试验。结果表明，各水表水力性能稳定，在不同含砂率下误差率符合农业灌溉计量要求；２种液封式水表误差率变化趋势相近，２种干式水表误差率趋势类似；４种水表在３种含砂率条件下磨损５００ｈ后，误差率没有超过±５％（国家规定允许误差范围）。对误差率趋势拟合分析发现，在含沙率为１／１００００、１／５０００、１／１０００的条件下，试验用的液封式可拆卸垂直螺翼水表和液封式可拆卸水平螺翼水表在使用２．６、２．６、１．６８ａ后误差率大于５％；干式可拆卸水平螺翼水表和干式可

3、拆卸防堵塞水表在使用１．８、１．７６、１．７６ａ后误差率大于５％，不再适合灌溉计量。水表冻胀后未损坏则对精度没有多大影响。关键词：水表；水力性能；含砂率；磨损；误差率中图分类号：Ｓ２７４．４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．１０．００５陈震，范永申，周庆峰，等．常用农业灌溉水表精确性及耐砂耐冻测试评价［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（１０）：１９－２４．０引言全球气候变化，很多地区正经历“旱越旱，润越润”现象，特别是我国华北地区，经历“旱越旱”气候变化情［１］［２－３］［４－５］景，因此农业节水显的更为突

4、出。当前，农田灌溉很多研究集中在水分高效利用、节水灌溉新技术等方面。然而，随着我国农田水利工程的建设，很多地区地埋管铺到了田间地头，很多设施农业安装了喷灌、滴灌等节水设施；据调查，为了测量田间用水量多少，超过５０％的设施农业都安装了水表。然而，水表的计［６－７］量精确度如何，往往容易被忽视。此外，华北地区抽地下水灌溉，灌溉水有一定的含砂量，含砂量的多少是否会影响水表的测量精度？华北地区，冬天气温比较低，如果管道内有水，出现冻胀现象是否会影响水表？针对上述问题，开展了农业灌溉用水计量水表的测试与评价，在不同含砂率的灌溉水和气温等条件下主要进行了以下工

5、作：①水力性能试验，主要测试各计量设备自身的性能可靠性，最小流量、计量精度、不同流量下水力损失等；②不同含砂率下计量水表精度试验，测试不同含砂率下水力性能，分析不同含砂率下各水表精度变化：③不同含砂率下水量水表磨损试验，分析不同含砂率下各水表精度经不同磨损时间后的变化情况，并对误差率趋势拟合分析，④水表经冻胀后精度变化。１材料与方法１．１试验水表试验在中国农业科学院农田灌溉研究所水利部质量设备检测中心进行，试验用水表及其使用条件如下：①液封式可拆卸垂直螺翼水表：水温不超过５０℃，水压不超过１．６ＭＰａ，进、出水口直管长度不小于３Ｄ（Ｄ为水表口直径）

6、，可测量水质较硬或含垢、含悬浮颗粒的水质；②液封式可拆卸水平螺翼水表：水温不超过５０℃，收稿日期：２０１５－０３－３１基金项目：“十二五”国家８６３项目（２０１１ＡＡ１００５０６）；农业科技成果转化项目（２０１３ＧＢ２３３２０６２４）作者简介：陈震，男，研习员，博士研究生，主要从事节水新技术与灌区高效用水方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｚｈｅｎ＠ｃａａｓ．ｃｎ通讯作者：范永申（１９７５－），男，河南濮阳人。副研究员，主要从事节水灌溉技术研究及灌溉设备研制开发。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｇｓｆａｎｙｓ＠１２６．ｃｏｍ１９水压不超过１．０ＭＰａ，进、出水口直管

7、长度不小于１０、５Ｄ，可测量水质较硬或含垢、含悬浮颗粒的水质；③干式可拆卸水平螺翼（冷、热）水表：水温不超过３０、９０℃，水压不超过１．６ＭＰａ，进、出水口直管长度不小于１０、５Ｄ，抗堵塞性能好，但对管道内淤留泥沙及杂草反应敏感；④干式可拆卸防堵塞水表：水温不超过３０℃或９０℃，水压不超过１．６ＭＰａ，进、出水口直管长度不小于１０、５Ｄ，抗堵塞性能好，但对管道内淤留泥沙及杂草反应敏感；⑤超声波流量计：其工作原理是，当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，２个传感器发射和接收声波所需的

8、时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。表１常用水表技术