水利工程管理工作中供水系統(tǒng)的測(cè)水情況分析研究

魏曉雪

（吉林省通榆縣水政水資源管理中心，吉林 通榆 137200）

1 水利工程管理中的測(cè)水站點(diǎn)布設(shè)分析

對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)水工作，一般應(yīng)當(dāng)在水源引水口首部和各級(jí)分（引）水口首部布設(shè)測(cè)水站點(diǎn)。管道系統(tǒng)的測(cè)水設(shè)備一般布設(shè)在閥門后邊，與閥門的距離以不影響施工為宜。渠道系統(tǒng)布設(shè)各測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，盡可能減少測(cè)站數(shù)目，做到一站多用，節(jié)省人力和物力。

2 水利工程管理中的測(cè)水方法分析

管道系統(tǒng)的測(cè)水方法一般是在各級(jí)測(cè)點(diǎn)安裝壓力表和水表，讀取讀數(shù)即可以了。具體渠道系統(tǒng)的測(cè)水通常有以下幾種方法。

2.1 利用水工建筑物進(jìn)行測(cè)水，在揚(yáng)水渠道上還可以用揚(yáng)水機(jī)械量水，利用已經(jīng)建成的水工建筑物（如進(jìn)行水閘門、涵洞、渡槽、倒虹吸管、跌水等），是較為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的方法，應(yīng)當(dāng)考慮到采用。

為保證量水成果，建筑物測(cè)水應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：

2.1.1 建筑物本身應(yīng)當(dāng)尺寸正確，完整無損，無變形，不漏水，無淤積及阻塞現(xiàn)象。

2.1.2 調(diào)節(jié)設(shè)備完好無損，無扭曲、損壞現(xiàn)象，閘門邊緣與閘槽能緊密吻合。

2.1.3 符合水力計(jì)算要求，水頭損失不小于5cm，水流呈現(xiàn)潛流狀態(tài)時(shí)，其潛沒度（下游水深與上游水深之比值）不大于0.95。要弄清建筑物的類型、翼墻形式和水流形態(tài)，以便于選擇適當(dāng)?shù)牧髁抗胶土髁肯禂?shù)。

2.1.3 附近建筑物引水時(shí)，對(duì)于測(cè)水建筑物無不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

當(dāng)然，本文提出的算法還需要做進(jìn)一步的優(yōu)化工作。在種群規(guī)模迅速擴(kuò)大的時(shí)候，算法的運(yùn)行時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，程序會(huì)容易陷入局部最優(yōu)解當(dāng)中，這些都需要在以后的研究工作中加以改進(jìn)。

2.2 通過實(shí)測(cè)渠道中流速，確定渠道流量。

渠道的流量可由渠道斷面的平均流速乘以過水?dāng)嗝?，用流速儀器和浮標(biāo)進(jìn)行測(cè)定兩種方法。流速測(cè)定儀器流是利用普通測(cè)量方法測(cè)定過水?dāng)嗝妫昧魉賰x器測(cè)定流速，通過計(jì)算求得流量。這種方法成果精確，但是很費(fèi)時(shí)，設(shè)備費(fèi)用高，施測(cè)和計(jì)算復(fù)雜。利用浮標(biāo)進(jìn)行測(cè)流，經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，但精度低，當(dāng)要求量水精度不高或供水期因設(shè)備條件及儀器性能等限制，不能使用流速儀器測(cè)流時(shí)，可以采用浮標(biāo)測(cè)定流速。在選擇測(cè)定流速渠道時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)方面的要求：

2.2.1 渠段應(yīng)有一定長(zhǎng)度，一般流量應(yīng)當(dāng)小于1.0m3/s的渠道，渠段長(zhǎng)度為20—50 m；流量大于1.0m3/s的渠段長(zhǎng)度為50~100m。

2.2.2 渠段平直。渠床比較規(guī)則、完整。

2.2.3 水流均勻平穩(wěn)，無漩渦及回流現(xiàn)象。

2.2.4 渠段內(nèi)無阻水的雜草、雜物及建筑物。

2.3 利用水位流量關(guān)系，確定渠道流量。

凡渠床較穩(wěn)定，橫斷面規(guī)定，縱斷面順直的渠段，在不受下游節(jié)制閘門或雍水建筑物回水影響的渠段，可以利用渠道水位流量關(guān)系確定流量。

為了提高測(cè)流的精度，最好將測(cè)流渠段用混凝土或三合土進(jìn)行襯砌，并在渠段內(nèi)設(shè)立水尺，水尺的零點(diǎn)應(yīng)當(dāng)與渠底平齊，然后用流速儀或浮標(biāo)測(cè)算不同水位時(shí)的相應(yīng)流量，繪出水位流量關(guān)系曲線，以供查用。測(cè)流時(shí)，只要讀出水尺的讀數(shù)，即可以在曲線上查得相應(yīng)的流量。

2.4 利用特設(shè)的量水設(shè)備量水

常用的特設(shè)量水設(shè)備主要是三角形量水堰和梯形量水堰。這些設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝在平直的渠段上，其過水?dāng)嗝娴妮S線與渠段的水流軸線相吻合，過水能力與渠道輸水能力相適應(yīng)；可以就地施工，也可以預(yù)制成裝配式構(gòu)件，并可以做成固定式或活動(dòng)式的，以便于根據(jù)需要隨時(shí)安裝和拆卸。特定水量設(shè)備量水的成果比較精確，但費(fèi)用較高，一般而言在沒有水工建筑物或有水工建筑物而不能量水時(shí)，或是要求的量水精度超過水工建筑物量水達(dá)到的精度時(shí)，可以利用特定設(shè)備的量水設(shè)備進(jìn)行量水。包括以下幾個(gè)方面的進(jìn)行方式：

2.4.1 三角形量水堰。這種量水堰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般適用于小流量（0.001~2.5m3/s）和大比降的小渠道上。其結(jié)構(gòu)一般是在三角形的量水堰的堰頂角一般采取90 度，缺口邊為銳緣斜面朝下游，堰口兩邊的堰肩寬度及堰槽高度均應(yīng)當(dāng)大于過堰水深。三角形堰的過水能力可按一定的公式進(jìn)行計(jì)算，自由出流時(shí)的下游水位低于堰口，這時(shí)可以求出過堰流量和過堰水的深度，當(dāng)淹沒出流時(shí)的下游水位高于堰口，而根據(jù)淹沒系數(shù)以及下游水尺的讀數(shù)（三角堰下游的堰上水位）和上游水尺讀數(shù)（三角堰上游的堰上水深）來計(jì)算出三角堰的量水情況；

2.4.2 梯形量水堰。梯形量水堰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，過流能力大，大型的可以通過的流量為0.1~10.0 m3/s，小型的為0.005~0.6 m3/s，適用于比降大、含沙量小的渠道。其結(jié)構(gòu)為在堰面上為一上寬下窄的梯形銳緣缺口，堰口側(cè)邊通常為4：1（直：橫）的斜邊，斜邊向下游，安裝時(shí)的要求與三角堰相同。梯形堰的過水能力可以按照下列公式計(jì)算：自由出流時(shí)（下游水位低于堰檻）時(shí)可采用公式：Q＝1.86BH3/2，在這個(gè)公式中：1.86為流量系數(shù)，當(dāng)來水流速大于0.3 m/s時(shí)，可以取為1.9；B為堰底寬，單位為米；H為過堰水深，單位也是米。

在今后水利工程管理的具體工作中，作為水利工作者應(yīng)當(dāng)對(duì)供水系統(tǒng)的測(cè)水情況進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究，以確保水利工程管理的健康發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)。