梁心濤

（甘肅省張掖市甘州區(qū)西浚灌區(qū)水利管理處，甘肅張掖734023）

我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)短缺的國(guó)家，農(nóng)業(yè)是用水大戶。在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中要積極完善灌溉工程的建設(shè)與發(fā)展，總結(jié)有效做法，提煉推廣模式，樹(shù)立節(jié)水標(biāo)桿；從提高供水能力向更加重視提高節(jié)水能力轉(zhuǎn)變，推動(dòng)水資源管理從注重工程建設(shè)向更加重視制度建設(shè)轉(zhuǎn)變，也將現(xiàn)代化技術(shù)積極應(yīng)用到灌區(qū)管理當(dāng)中，不斷提升節(jié)水效率。

1 西浚灌區(qū)概況

張掖市甘州區(qū)西浚灌區(qū)地處河西走廊中部，黑河中游的左岸。灌區(qū)東鄰黑河灘，南靠巴吉灘、甘浚鎮(zhèn)，北與烏江鎮(zhèn)相接壤。灌區(qū)為祁連山前沖、洪積扇形地帶，地勢(shì)由東南向西北傾斜，地勢(shì)平坦。灌區(qū)海拔1 400～1 500 m，屬大陸性溫帶氣候，春季多風(fēng)少雨，夏季氣溫偏高，降雨稀少，冬季較為寒冷，年平均氣溫為7℃，最低氣溫-29.1℃，最高氣溫38.6℃。多年平均降水量為123 mm，多年平均蒸發(fā)量為2 047.9 mm，無(wú)霜期145 d，日照總時(shí)數(shù)為3 067 h，年太陽(yáng)輻射148.12 KCal/cm2，屬太陽(yáng)輻射高值區(qū)，具有日照時(shí)間長(zhǎng)、太陽(yáng)輻射值高、晝夜溫差大、降雨稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、光熱資源豐富等特點(diǎn)，適應(yīng)種植多種作物[1]。

2 水利工程的發(fā)展現(xiàn)狀

灌區(qū)經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè)，特別是黑河流域節(jié)水工程和大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的建設(shè)，灌區(qū)水利設(shè)施進(jìn)一步得到改善，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1 干渠工程

灌區(qū)共有干渠、分干渠6條，總長(zhǎng)61.84 km，現(xiàn)有建筑物為107座，其中車橋38座，水閘25座，其他44座。已襯砌干渠、分干渠5條，總長(zhǎng)42.55 km，襯砌率73.12%。

2.2 支渠工程

灌區(qū)共有支渠28條，總長(zhǎng)112.21 km，現(xiàn)有建筑364座，其中車橋155座，水閘179座，其他30座。已經(jīng)襯砌的支渠25條98.42 km，襯砌率87.71%。部分已經(jīng)襯砌的支渠大多數(shù)建于20世紀(jì)七八十年代，年久失修，完好率僅為65%，個(gè)別支渠至今仍以土渠運(yùn)行。

2.3 斗渠工程

灌區(qū)共有斗渠188條，總長(zhǎng)294.939 km，現(xiàn)有建筑物620座，其中車橋319座，水閘246座，其他55座。已經(jīng)襯砌斗渠118條長(zhǎng)168.42 km，襯砌率為57.10%，完好率僅為60%。絕大多數(shù)斗渠由于灌區(qū)資金的制約影響并未進(jìn)行改建，仍以土渠運(yùn)行[2]。

3 自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)在西浚灌區(qū)的應(yīng)用

西浚灌區(qū)是引黑河水為主、機(jī)電提水灌溉為輔的自流灌區(qū)，主要利用干、支、斗渠及田間配水工程進(jìn)行引水灌溉。經(jīng)過(guò)灌區(qū)多年發(fā)展建設(shè)，水流測(cè)量從最初的人工利用浮標(biāo)側(cè)流到利用無(wú)喉道建筑物測(cè)流，發(fā)展到利用GPRS遙測(cè)伸縮水位計(jì)測(cè)流，到目前被廣泛普及與推廣適用于灌區(qū)的超聲波明渠測(cè)流系統(tǒng)，為灌區(qū)測(cè)水、量水精度的提高與自動(dòng)化測(cè)水、量水的應(yīng)用提供了有力支撐。為了對(duì)實(shí)際供水進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)流及水資源進(jìn)行合理利用，提升水資源使用效率，測(cè)流精度與測(cè)流方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、信息化與自動(dòng)化是灌區(qū)灌溉管理中非常重要的內(nèi)容。

3.1 超聲波測(cè)量技術(shù)

基于灌區(qū)的信息化建設(shè)現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，并結(jié)合灌區(qū)實(shí)際綜合研究與分析，超聲波明渠測(cè)流是比較符合灌區(qū)渠道測(cè)流的自動(dòng)化裝置系統(tǒng)，對(duì)測(cè)流的精確計(jì)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的傳輸?shù)榷急容^詳實(shí)，為管理運(yùn)行和調(diào)度運(yùn)行提供了合理依據(jù)。

超聲波流體測(cè)量是一種測(cè)量方式，對(duì)流體流動(dòng)速度進(jìn)行測(cè)量。如果流體流速向量同聲波方向?qū)儆谄叫袪顟B(tài)，聲波波速會(huì)隨之產(chǎn)生變化，聲波在下游時(shí)波速會(huì)增加，聲波在上游時(shí)波速會(huì)降低。明渠高程流體的平均流速測(cè)量，實(shí)際上是基于2個(gè)換能器間的歷時(shí)差傳播情況進(jìn)行明確的。超聲波的明渠測(cè)速基于高精準(zhǔn)度的芯片，測(cè)量超聲波傳輸時(shí)間的精準(zhǔn)數(shù)字，對(duì)可能產(chǎn)生和存在的測(cè)量誤差問(wèn)題進(jìn)行消除。對(duì)頻差法、時(shí)差法等諸多方式進(jìn)行合理應(yīng)用，基于現(xiàn)代化技術(shù)手段補(bǔ)償流量。人機(jī)互動(dòng)接口的畫(huà)面非常豐富，能夠?qū)芏嗤ㄐ偶夹g(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用。測(cè)量工作的精準(zhǔn)程度非常高，同時(shí)操作方式也非常簡(jiǎn)單與安全，其并不會(huì)對(duì)渠道中的水流狀態(tài)產(chǎn)生影響，能夠和計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效整合，使當(dāng)?shù)厮橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測(cè)與傳輸，奠定當(dāng)?shù)厮Y源優(yōu)化配置與管理工作現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙測(cè)設(shè)備也在逐漸完善，灌區(qū)測(cè)流系統(tǒng)的應(yīng)用使用水管理實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，而超聲波測(cè)流相關(guān)技術(shù)也能夠?qū)γ髑髁窟M(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，其測(cè)量方式在水利水電灌溉工程當(dāng)中被廣泛推廣與應(yīng)用。超聲波明渠流量計(jì)的應(yīng)用，前期可使管理人員現(xiàn)場(chǎng)直接讀數(shù)，后期實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，接入信息管理平臺(tái)，達(dá)到灌區(qū)自動(dòng)化量水的目的。

3.2 超聲波明渠測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)在灌區(qū)中的實(shí)際應(yīng)用，使渠道測(cè)流、信息管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提升了渠道測(cè)水的成效與質(zhì)量，為計(jì)收水資源費(fèi)、水費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)，也是實(shí)行計(jì)量灌溉的前提和基礎(chǔ)，以此引導(dǎo)灌區(qū)用水戶逐步改進(jìn)灌水方式方法，走節(jié)水型的農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，從而達(dá)到水與社會(huì)和諧發(fā)展的目的。

超聲波明渠流量計(jì)專門針對(duì)明渠流量進(jìn)行測(cè)量，使用現(xiàn)代化技術(shù)開(kāi)展分層測(cè)量，對(duì)明渠過(guò)水流量進(jìn)行精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的測(cè)量，同時(shí)確保其能夠在正常運(yùn)行中保持低功率狀態(tài)。明渠測(cè)量技術(shù)包含GPRS無(wú)線傳輸?shù)墓δ?，能夠在局域網(wǎng)中進(jìn)行傳輸，不用重新進(jìn)行電源外接，鋰電池能夠?yàn)槠涔ぷ魈峁├m(xù)航動(dòng)力，有效解決了野外測(cè)量不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題?；诂F(xiàn)代化技術(shù)補(bǔ)償流量，同時(shí)使用多種不同的通信技術(shù)手段，對(duì)明渠進(jìn)行精準(zhǔn)、便捷的測(cè)量，多聲道測(cè)量方式能夠讓儀表在多種流體中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、有效的測(cè)量?；陬l差法與時(shí)差法相關(guān)技術(shù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，能夠快速進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的情況，強(qiáng)化提升明渠流量測(cè)量的精準(zhǔn)程度。對(duì)現(xiàn)代化通信技術(shù)手段進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠讓明渠測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用更為便捷。支持AC 220 V、DC12 V、太陽(yáng)能電源等輸入方式；主機(jī)與探頭類型的多樣化發(fā)展，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求搭配使用，能夠滿足特殊環(huán)境的安裝與測(cè)量；人機(jī)界面豐富，使用操作便捷。

4 結(jié)束語(yǔ)

西浚灌區(qū)自動(dòng)化測(cè)流應(yīng)用開(kāi)展至今，全面提升了灌區(qū)量測(cè)水設(shè)施的條件，有效解決了灌區(qū)的水量計(jì)量問(wèn)題，提高了水資源的利用率，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益非常明顯，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源節(jié)約方面具有極為重要的作用。