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多泥沙U形渠道量水设施选配技术体系成果内容简介

作者:          来源:          发表时间:2006-05-10     浏览次数:     字号:    

一、技术关键、主要技术经济指标,与国内外同类技术的比较和获奖情况

  渠道量水是渠灌区发展节水农业的关键问题之一,过去国内外对此进行了大量研究,但对如何选用渠道量水设施缺乏系统研究。

  1.技术关键:本项研究通过对现有国内外渠道量水技术的分析,归纳出其主要的量水方法,即流速法测流、分流式测流、量水堰、量水孔、量水槽、配套自计量水仪器等六大类方法。对这六大类方法进行分析后认为:流速法测流如流速断面法、示踪法、浓度法等方法计算繁烦、费时多、难以满足灌溉量水要求;分流式测流如农用分流计,虽然结构较为简单,测流直观,壅水高度较小,但由于表易淤积,不利于多泥沙渠道应用;量水堰如薄壁堰、宽顶堰、简易量水槛、平坦V形堰,一般要抬高底坎、易造成淤积;量水孔如测流孔板、喷嘴等则要求有压出流且孔口较小,易引起泥沙、浮冰、杂草等的壅积或堵塞;各种用于渠道量水的仪器设备,虽然易用,但其技术较为复杂、价格昂贵、在田间野外也不便保护,难以大面积应用;而各种量水槽则是通过缩窄断面使其实现临界流来测流的,它不需要抬高底坎,壅水高度小、不易淤积、量水精度较高,适合多泥沙灌溉渠道应用。

  2. 主要技术经济指标以及与国内外同类技术的比较:通过对量水槽特性的研究得出,巴歇尔量水槽、矩形无喉段量水槽适用于梯形或矩形断面,在U形渠道上应用时,需要在测流槽的上、下游另加一段很长的梯形或矩形渠道以使水流与U形渠道平稳过渡,这样既不经济,也增加了施工难度,只有U形渠道抛物线形无喉段量水槽、直壁式量水槽、圆底形量水槽等多种量水槽,它们具有与U形渠道自然衔接,不抬高底坎,过泥沙能力较强,是U形渠道量水的优化选择,目前渠道量水应主要以各种先进、实用、工程量少的量水槽为主,这样工程量小,不易破坏,可靠性高,可以大面积推广。

  过去对上述量水槽的研究大多都是基于个别渠道的实验室或田间野外测流的精度分析,缺乏对不同种类的量水槽的适应性、测流精度和工程量、施工难度进行系统性综合比较,本子题以:在通过最小流量和设计流量之间的任何流量时量水槽不出现淹没出流;槽前水流的Fr<0.5,以保证槽前水流平顺;量水槽的壅水高度小于允许壅水高度等三个量水槽正常工作的条件为依据,通过理论分析,通过对不同尺寸和渠道底坡、糙率等条件下三种量水槽上述性能的系统分析,探讨多泥沙U形渠道的适用性.得出了抛物线形量水槽适应性显著优于其它两种量水槽的结论。同时研究了三种量水槽在不同糙率下,不同尺寸的渠道、底坡条件下的量水槽工程量、壅水高度及通过设计流量和最小流量下的量水精度,得出:不同尺寸的渠道、底坡及糙率条件下量水槽的工程量和壅水高度均以抛物线形量水槽最小,直壁式量水槽次之,而以园底形量水槽工程量最大。三种量水槽的壅水高度差别不大。三种量水槽的量水精度差别较小,在设计流量和壅水高度一般在1.2%-3.5%和2.5-6%之间,基本上都能满足农业灌溉水量计量的要求。

  综合分析三种量水槽在不同尺寸的渠道、底坡条件下的适用性、工程量、壅水高度及量水精度得出:平底抛物线形量水槽的适用面广,工程量小,壅水高度也较低,量水精度可满足实用要求。因此在一般情况下,多泥沙U形渠道测流时,应优先选择平底抛物线量水槽。同时在示范区(二十四斗辖区内共布设七条渠道,其中斗渠一条,分渠六条)建有6种不同类型的渠道量水槽多座,通过实际观察认为:在北方多泥沙渠道量水中,应选用壅水高度小,过泥沙能力强的量水槽,特别是与渠底齐平的量水槽,并在观测的基础上得出:对比降在1/200~1/1200的渠道拟优先选用抛物线无喉段量水槽,其工程量小、测流幅度大、精度高、过泥沙能力强。对小型渠道,可选用移动式抛物线堰板,其使用方便,造价低,便于多处使用。对缓坡渠道,应选用文丘里量水槽。并对上述几种量水槽的设计参数进行了优选,得出其设计参数表。这样,初步形成了一套北方多泥沙U形渠道量水技术体系。

  查新结果表明,同类研究未见报道。

二、成果推广应用情况及取得的经济、社会效益

  本项研究通过对现有国内外渠道量水技术的分析,筛选的北方多泥沙U形渠道量水设施选配技术、得出标准U形渠道设计系列参数表,己在渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范(陕西)项目的示范区得到应用,并在项目幅射区内推广,同时还在陕西省有关部门举办的学习班介绍,陕西省及甘肃等省的各大灌区己开始使用U形渠道抛物线无喉段量水槽,应用效果良好。

三、成果推广应用前景

  渠道量水是渠灌区发展节水农业的关键问题之一,过去国内外对此进行了大量研究,但对如何选用渠道量水设施缺乏探讨。本项研究通过对现有国内外渠道量水技术的分析,筛选的北方多泥沙U形渠道量水设施选配技术体哥、得出标准U形渠道设计系列参数表将可作为我国北方多沙泥沙U形渠道量水设施选配的技术标准,具有广阔的推广

 

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