聶龍濤，李世琴，姜 波

(1. 齊齊哈爾市江東灌澇區(qū)工程管理處，黑龍江 齊齊哈爾161005;2. 北京水利科學(xué)研究院，北京100044)

1 進(jìn)行流量系數(shù)率定工作的必要性

江東灌區(qū)自動(dòng)水情測報(bào)系統(tǒng)設(shè)立1個(gè)中心站，6個(gè)干渠節(jié)制閘水位雨量遙測站，9個(gè)支渠水位遙測站，2個(gè)田間水位遙測站，1個(gè)田間氣象站。經(jīng)過幾年的實(shí)際運(yùn)行，對(duì)渠系流量進(jìn)行了實(shí)際測流，并通過流量計(jì)算對(duì)渠系流量系數(shù)進(jìn)行了修正。

江東灌區(qū)六干渠渠系的水工建筑物雖然具備量水條件，但流量系數(shù)的大小與建筑物類型、結(jié)構(gòu)型式、進(jìn)水口翼墻型式和水流形態(tài)等有關(guān)，當(dāng)流量公式選定后，流量的準(zhǔn)確程度又表現(xiàn)在流量系數(shù)的精度上。根據(jù)多年來國內(nèi)各灌區(qū)使用證明，盡管建筑物類型和進(jìn)水口翼墻型式與理論上試驗(yàn)的條件相同，但流量系數(shù)也由于建筑材料不同、施工技術(shù)好壞而有所不同。另外，流量的大小也影響流量系數(shù)，往往隨著流量減小而流量系數(shù)也減小。因此，渠系需要在常用流量范圍內(nèi)，進(jìn)行流量系數(shù)的率定工作。

2 流量系數(shù)率定方法與結(jié)果分析

采用水利部科技推廣中心北京新禹萬融科技有限公司的澳大利亞生產(chǎn)的斯服多功能流量計(jì)，對(duì)六干渠渠系有關(guān)斷面進(jìn)行了測量，斷面部位包括渠首閘下游、各節(jié)制閘上下游及各支渠進(jìn)水閘下游共16個(gè)斷面( 支渠下游未形成渠道斷面的設(shè)在內(nèi)) 。觀測采用1/2、1/3 及2/3 渠底寬定位測量方法。實(shí)測的渠道水深與流速及計(jì)算的流量見表1。在已知的流量Q、閘堰寬b、上游水深H、下游水深h 及閘門開度e 等參數(shù)情況下，進(jìn)行流態(tài)判別后，采用相應(yīng)的流量計(jì)算公式反算出流量系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2。根據(jù)實(shí)測結(jié)果，對(duì)江東灌區(qū)自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的有關(guān)流量系數(shù)進(jìn)行了修改。

表1 江東灌區(qū)渠系用斯服流量計(jì)量測的水深與流速及流量

表2 江東灌區(qū)各涵閘量水建筑物實(shí)測流量系數(shù)表

由表2 的結(jié)果可知，渠首的流量系數(shù)0.652 與原經(jīng)驗(yàn)值0.64 差不多，因?yàn)榍子芍幸汕l前后無甚干擾，渠首閘建筑又比較規(guī)范，所以出入不大。由于節(jié)制閘上游有支渠引入口，其上游水深干擾較大，因而引起其流量系數(shù)的變化，尤其是1 號(hào)節(jié)制閘與2 號(hào)節(jié)制閘淹沒流態(tài)時(shí)的流量系數(shù)分別為0.9627 與0.8528，更為特殊的是扎龍節(jié)制閘，由于其閘后經(jīng)消力池、渡槽、消力池，再銜接下游渠道，路徑收縮與擴(kuò)散，甚為復(fù)雜，閘上游斷面的流速比下游的大，因此，應(yīng)該考慮行進(jìn)流速水頭，但系統(tǒng)程序中未設(shè)置這一步，以致于出現(xiàn)流量系數(shù)＞1 的不合理的現(xiàn)象，若上游水深乘以1.039 的動(dòng)力系數(shù)后，即能得到0.852 的流量系數(shù)。

測流是在江東六干渠通常運(yùn)行方式下進(jìn)行的，相應(yīng)算得的流量系數(shù)適合于這種運(yùn)行情況。倘若，運(yùn)行方式改變較大，那么，其流量系數(shù)也隨之改變。流量系數(shù)是水情自動(dòng)測報(bào)計(jì)算流量的前提保證，直接關(guān)系到系統(tǒng)流量計(jì)算的準(zhǔn)確程度，以及人們對(duì)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的認(rèn)可程度。因此，在灌區(qū)管理中建立一套經(jīng)常測流的制度，以便積累本渠系的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從而提高檢測的精度。各取水口準(zhǔn)確的水量計(jì)量是灌區(qū)合理調(diào)度灌溉用水量、正確執(zhí)行用水計(jì)劃、加強(qiáng)用水管理的前提，也是衡量灌區(qū)灌溉管理水平和自動(dòng)化程度的重要保證。因此，渠系需要在常用流量范圍內(nèi)，進(jìn)行流量系數(shù)的率定工作。

［1］張子英. 灌區(qū)建筑物量水手冊(cè)［S］. 北京: 北京科學(xué)技術(shù)出版，2002.

［2］蔡勇，周明耀. 灌區(qū)量水實(shí)用技術(shù)指南［M］. 北京:中國水利水電出版社，2001.

［3］國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心，中國水利學(xué)會(huì)水利測量技術(shù)研究會(huì)灌區(qū)量測技術(shù)學(xué)組. 灌區(qū)量配水設(shè)備試驗(yàn)研究［M］. 北京:中國水利水電出版社，2001.