魏曉雪
(吉林省通榆縣水政水資源管理中心,吉林 通榆 137200)
對供水系統(tǒng)進行測水工作,一般應當在水源引水口首部和各級分(引)水口首部布設測水站點。管道系統(tǒng)的測水設備一般布設在閥門后邊,與閥門的距離以不影響施工為宜。渠道系統(tǒng)布設各測點時,應當進行統(tǒng)一規(guī)劃,盡可能減少測站數(shù)目,做到一站多用,節(jié)省人力和物力。
管道系統(tǒng)的測水方法一般是在各級測點安裝壓力表和水表,讀取讀數(shù)即可以了。具體渠道系統(tǒng)的測水通常有以下幾種方法。
2.1 利用水工建筑物進行測水,在揚水渠道上還可以用揚水機械量水,利用已經(jīng)建成的水工建筑物(如進行水閘門、涵洞、渡槽、倒虹吸管、跌水等),是較為經(jīng)濟、簡便的方法,應當考慮到采用。
為保證量水成果,建筑物測水應當滿足以下條件:
2.1.1 建筑物本身應當尺寸正確,完整無損,無變形,不漏水,無淤積及阻塞現(xiàn)象。
2.1.2 調節(jié)設備完好無損,無扭曲、損壞現(xiàn)象,閘門邊緣與閘槽能緊密吻合。
2.1.3 符合水力計算要求,水頭損失不小于5cm,水流呈現(xiàn)潛流狀態(tài)時,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?shù)牧髁抗胶土髁肯禂?shù)。
2.1.3 附近建筑物引水時,對于測水建筑物無不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
當然,本文提出的算法還需要做進一步的優(yōu)化工作。在種群規(guī)模迅速擴大的時候,算法的運行時間也會變長,程序會容易陷入局部最優(yōu)解當中,這些都需要在以后的研究工作中加以改進。
2.2 通過實測渠道中流速,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斷面,用流速儀器和浮標進行測定兩種方法。流速測定儀器流是利用普通測量方法測定過水斷面,用流速儀器測定流速,通過計算求得流量。這種方法成果精確,但是很費時,設備費用高,施測和計算復雜。利用浮標進行測流,經(jīng)濟簡單,但精度低,當要求量水精度不高或供水期因設備條件及儀器性能等限制,不能使用流速儀器測流時,可以采用浮標測定流速。在選擇測定流速渠道時,應當注意以下幾個方面的要求:
2.2.1 渠段應有一定長度,一般流量應當小于1.0m3/s的渠道,渠段長度為20—50 m;流量大于1.0m3/s的渠段長度為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 渠段內無阻水的雜草、雜物及建筑物。
2.3 利用水位流量關系,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系確定流量。
為了提高測流的精度,最好將測流渠段用混凝土或三合土進行襯砌,并在渠段內設立水尺,水尺的零點應當與渠底平齊,然后用流速儀或浮標測算不同水位時的相應流量,繪出水位流量關系曲線,以供查用。測流時,只要讀出水尺的讀數(shù),即可以在曲線上查得相應的流量。
2.4 利用特設的量水設備量水
常用的特設量水設備主要是三角形量水堰和梯形量水堰。這些設備應當安裝在平直的渠段上,其過水斷面的軸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;可以就地施工,也可以預制成裝配式構件,并可以做成固定式或活動式的,以便于根據(jù)需要隨時安裝和拆卸。特定水量設備量水的成果比較精確,但費用較高,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,或是要求的量水精度超過水工建筑物量水達到的精度時,可以利用特定設備的量水設備進行量水。包括以下幾個方面的進行方式:
2.4.1 三角形量水堰。這種量水堰結構簡單,一般適用于小流量(0.001~2.5m3/s)和大比降的小渠道上。其結構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當大于過堰水深。三角形堰的過水能力可按一定的公式進行計算,自由出流時的下游水位低于堰口,這時可以求出過堰流量和過堰水的深度,當淹沒出流時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)來計算出三角堰的量水情況;
2.4.2 梯形量水堰。梯形量水堰結構簡單,造價低,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。其結構為在堰面上為一上寬下窄的梯形銳緣缺口,堰口側邊通常為4:1(直:橫)的斜邊,斜邊向下游,安裝時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算:自由出流時(下游水位低于堰檻)時可采用公式:Q=1.86BH3/2,在這個公式中:1.86為流量系數(shù),當來水流速大于0.3 m/s時,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,作為水利工作者應當對供水系統(tǒng)的測水情況進行進一步的分析研究,以確保水利工程管理的健康發(fā)展,為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展服務。