4 灌区量水技术 采用量水设备对灌区用水量进行量测，实行按量收费，促进节约用水。常用的量水设备有量水堰、量水槽、灌区特种量水器和复合断面量水堰等。随着电子技术、计算机技术的发展，应用半自动或自动式量水装置，可大幅度提高灌区的量水效率和量水精度。4.1 各种量水技术的原理和特点4.1.1 利用渠道建筑物量水 利用渠道建筑物量水较为经济简便，但需要事前对不同种类的渠系建筑物逐个进行率定，工作量很大。可用于量水的渠系建筑物一般有渠槽、闸、涵、倒虹吸和跌水。 （1）利用渠槽量水：这是一种最简单的量水技术，但精度较差。即选用一般断面尺寸稳定的渠槽，安装水尺，并预先率定水位与渠槽断面积的关系，然后用流速仪测定渠道中的稳定流速，即可用断面积乘以流速得出渠道的流量。 （2）利用闸、涵量水：对于具有平面直立启闭式闸门的明渠，可利用其放水的单孔闸、涵量水。根据闸、涵结构及过闸水流状态选用相应公式求得过水流量。 （3）利用渡槽量水：渡槽下游不应有引起槽中壅水或降水的建筑物。测流断面面积及湿周应为渡槽中部、进口、出口断面的平均值。水尺应固定在渡槽中部侧壁上，水尺零点应与槽底齐平。过槽流量可利用流量经验公式计算；当渡槽的槽身总长度大于进口前渠道水深的20倍时，槽中流量可按均匀流公式计算流量。 （4）利用跌水（或陡坡）量水：跌水分单口跌水与多口跌水，跌水口的形式有矩形、梯形与台堰式。当进口底与上游渠底齐平或台堰顺水流方向宽度大于2倍堰上水头时，可用宽顶堰公式计算；当台堰顺水流方向宽度在0.67~2倍堰上水头时，按实用堰公式计算。梯形跌水口、多缺口跌水可采用相应公式计算流量。4.1.2 利用量水堰量水 堰板厚度δ与堰上水头H之比δ/H＜0.67时，称为薄壁堰堰流。薄壁堰适用于量测输送清水、且具有一定水头的渠道流量。薄壁堰堰板应与侧墙和水流方向垂直。堰口应制成锐缘，锐缘水平厚度为0.001~0.002米，当厚度大于0.001~0.002米时，缺口下缘要加工成斜面，并使堰顶下游斜面和堰顶的夹角不宜小于45度。小型薄壁堰堰板可用钢板、木板堰口加铁皮制成，大型薄壁堰应在现场安装在钢筋混凝土基座上，并应保持垂直。水流通过薄壁堰板形成的水舌，应完全挑离堰顶射出。水舌上下表面应与大气接触、通气良好，下游最高水位应低于堰顶0.1米,堰上水头应大于0.03米.水头测量断面应设置在距堰口上游3~6倍堰顶最大水头处。薄壁堰水尺零点高程与堰顶高程相同，水尺零点高程用水准仪确定。当堰顶宽（b）与行近渠宽（B）之比b/B≥0.5时，行近渠槽的长度至少应为槽宽的10倍；当b/B＜0.5时,可适当缩短。行近渠槽应断面整齐、顺直、坚固。水头可用水尺（刻度5毫米）测量。 （1）三角形薄壁堰：过水断面为三角形缺口，角顶向下。常用的薄壁三角堰堰顶夹角为45度、90度，适用于小流量（升/秒）。堰口与两侧渠坡的距离T及角顶与渠底的高度P，不应小于最大堰上水头H。根据其出流方式是自由或是淹没出流选用不同公式计算流量。 （2）矩形薄壁堰：矩形薄壁堰分为无侧收缩和有侧收缩两类。当堰顶宽度(b)与行近渠槽(B)等宽时称为无侧收缩矩形薄壁堰，堰顶宽度小于行近渠槽宽度时为有侧收缩的矩形薄壁堰。堰口宽度b≥0.15米。根据有无收缩情况选用不同的公式计算流量。 （3）梯形薄壁堰：梯形薄壁堰结构为上宽下窄的梯形缺口，堰口侧边比应为1:4（横:竖）。根据其出流方式是自由流或是淹没流选用不同公式计算流量。4.1.3 利用量水槽量水 量水槽应设置于顺直渠段，上游行近渠段壅水高度不应影响进水口的正常引水，长度一般应大于渠宽的5~15倍；行近渠内水流佛汝德数Fr应小于或等于0.5。槽体应坚固，不滲漏，槽体表面平滑光洁。槽体轴线应与渠道轴线一致。量水槽上游不应淤积，下游不应冲刷。水尺零点应用水准仪确定。 （1）长喉道量水槽(量水槛)：长喉道量水槽的收缩段应有足够长度，保证喉道内产生平行水流，并在量水槽内出现临界水流。喉道收缩断面与行近渠道断面应有一个适当比率，矩形长喉道量水槽不应大于0.7，梯形长喉道量水槽不应大于0.5。长喉道量水槽分为只有侧收缩(无底槛)、既有侧收缩又有底槛收缩和只有底槛收缩无侧收缩共三类，量水槛适用于稳定流或近似稳定流的渠道，用于自由流和淹没流(但淹没度应控制在0.9以下精度较高)状况下测流。它可应用于上下游水位差较小的渠道，建议使用自由流的量水槛。量水槛可用于不同形状渠道断面和不同水流状态下的水流测量,水头损失宜在0.1时最大~0.13时最大，最大流量与最小流量比Q最大:Q最小=10:1。量水槛由上游行近渠道和喉道组成，喉道断面与渠道断面相同。横断面有矩形、梯形、三角形或其他规则的曲线形状。量水槛长度是堰前最大水深的1.5倍~2.5倍，迎水面用1:3的斜坡与原渠底连接。堰后用较缓的斜面与渠底衔接，也可不设斜面，垂直与渠底衔接。底部应设排水管。可用流量理讼公式或经验公式计算流量。 （2）标准巴歇尔量水槽：巴歇尔量水槽由进口收缩段、喉道、出口扩散段及上下游水尺组成。进口收缩段底板应保持水平，进口收缩段的侧墙与轴线应成11o19ˊ的扩散角，出口扩散段的侧墙与轴线应成9o28ˊ的扩散角，喉道底板的坡降为3:8，出口扩散段底板的逆坡坡度为1:6。量水槽的上下游水尺分别在进口收缩段和距喉道末端上游处。水尺零点高程均与进口收缩段底板高程一致。喉道宽度在0.75米以下且水流平稳的量水槽，水尺可设在侧壁上；喉道宽度在0.75米以上和水流不稳的量水槽，应在槽外设观测井。观测井底应比槽槛低0.2米~0.25米， 观测井与量水槽可用平置的金属管或塑料管连通。槽型的选择应考虑流量变化范围、有效水头、最大淹没度、渠道特性、水头损失、水流含沙情况、经济条件等因素。不应随意改变或按比例缩放标准设计中给定的各部尺寸。应根据工程地点渠道的实际情况及水流条件，选择与之最接近测流要求的标准尺寸。根据其出流方式是自由流或是淹没流选用不同公式计算流量。 （3）矩形无喉段量水槽：矩形无喉段量水槽由进口收缩段、矩形喉口、出口扩散段及上下游水尺组成，上游进口段以1:3折角收缩，下游出口段以1:6折角扩散，进口和出口宽度相等。量水槽的上、下游水尺分别设置在距进口和出口1/9升处，水尺应垂直于槽底，零点与槽底齐平。小型量水槽（喉宽在0.8米以下），水尺可设在侧墙壁上；大型量水槽可在槽外设观测井观测水位。根据其出流方式是自由流或是淹没流选用不同公式计算流量。 （4）抛物线形喉口量水槽：底弧直径D=0.3~2.0米；渠道深度H=0.4~1.5米；直线段外倾角0度≤a≤15度；渠底比降I=1/300~1/1500。抛物线形喉口量水槽应在自由流条件下使用，临界淹没度不宜大于0.88。佛汝德数Fr≤0.5。抛物线形喉口量水槽由进口收缩渐变段、抛物线形喉口断面、出口扩散渐变段和水尺组成。喉口上游（4~5）H渠段内的渠底高程应与抛物线形喉口底部高程齐平。水尺位于距进口渐变段前沿的距离为2H。水尺可直接印在U形渠内壁上。水尺零点应高出喉口底部水平面以上0.005米。选用相应的公式计算流量。 （5）直壁式量水槽：底弧直径D=0.3~0.8米；衬砌深度H=0.4~0.8米；上游水尺读数时1≥0.06米；直线段外倾角0度≤a≤15度。直壁式量水槽应在自由流条件下使用，临界淹没度(正常水深时0与上游总水头比值)不宜大于0.83。佛汝德数Fr≤0.5。直壁式量水槽属长喉道临界水深槽，进口与出口由椭圆形曲线与Ｕ形渠道衔接，量水槽底部不改变原渠道底坡。采用量水槽流量公式计算流量。4.1.4 利用量水仪表量水 （1）水位计：水位计可用于标准断面、堰槽、渠系建筑物等量水设备与设施的水位测量。水位计有浮子式、压力式、超声波式和遥测水位计等，选用水位计应满足有关标准规定的技术指标与精度要求。 （2）水表：水表用于管道量水。水表分固定式和移动式两种，移动式水表可用于田间测流.水表的周围空气温度在0摄氏度~40摄氏度，工作水温应低于40摄氏度。用于灌溉的水表主要有旋翼式和螺翼式两类。最大流量时，水表压力损失应不超过0.1M帕，水平螺翼式水表不应超过0.03M帕。水表流量与水头损失关系曲线由厂家提供。水表口径应根据管道设计流量、水头损失要求及产品水表流量~水头损失曲线选择。应选择管道设计流量接近公称流量的水表（不应直接以管道直径大小选定水表的口径）。在渠道或管道上安装固定水表，宜选用湿式水表，并应设表井等保护设施。螺翼式水表前应保证有8~10倍公称直径的直管段，旋翼式水表前后，应有不小于0.3米的直管段。水表前应设过滤网，滤水网过水面积应大于水表公称直径对应的截面积。 （3）差压式流量计：差压式流量计由节流件、取压装置和节流件前后直管段等组成。根据节流件的不同，推荐用于灌溉系统的差压式流量计有：孔板式流量计、文丘利管流量计及圆缺孔板流量计。可选用相应公式计算流量。 （4）电磁流量计：电磁流量计主要由变送器和转换器及流量显示仪表三部分组成。输出电信号可以模拟电流或电压，以及频率信号或数字信号输给显示仪表、记录仪表进行流量显示、记录和积算。可按产品说明书安装与操作。 （5）超声波流量计：超声波流量计由超声波换能器、转换器及流量、水量显示三部分构成。可按产品说明书安装与操作。 （6）分流水量计：分流水量计以文丘利管作为节流件和过水主管，在喉管处连接一支管，支管上安装水表，支管进口与上游水体连接，出口与喉管连接。分流水量计分为管道式和渠用式两种。管道式分流水量计用于有压管道量水。渠用式分流水量计用于明渠量水，可安置在渠首或渠中。渠道流量大时，可选用并联分流水量计。可按产品说明书安装与操作。 （7）旋杯式水量计：旋杯式水量计的构造由量水涵洞和量水仪表两部分组成。量水仪表由旋杯式转子、轮轴和计数表三部分组成。计数表分机械型和电子智能型。旋杯式转子安装在涵洞内，计数表安装在量水涵洞的盖板上。仪表安装按产品要求执行。4.2 灌区量水技术应用实例 山东省滨州地区簸箕李引黄灌区，设计灌溉面积10.9万公顷，有效灌溉面积5万公顷。1985年开始利用流速仪测流量水、利用渡槽量水、利用巴歇尔量水槽量水、利用一般涵闸量水等技术，推行"分级管理、分级供水、用水计量、按方收费"的管理办法，取得了显著的经济效益和社会效益。灌区灌溉面积由1980年的4.4万公顷扩大到1999年的11.46万公顷，并解决了沿海30万人口和20万头大牲畜的饮水困难问题。1999年灌区的灌溉水利用率比1982年提高了21个百分点，达到64%。1990~1999年平均引水4.96亿立方米，平均灌溉面积10.41万公顷，比前5年引水量只增加了26.8%，而灌溉面积却增加了92.8%。灌区测水量水为水费征收工作提供了可靠依据，1983年水费征收仅37.66万元，而到1985年上升到109万元，1995年达657.1万元，1999年达到2001万元。现在水费收入己成为灌区管理的主要来源。 }

标准号CJ/T 3008.1-1993标准名称城市排水流量堰槽测量标准三角形薄壁堰发布日期1993-05-03实施日期1993-10-01废止日期代替以下标准提出单位归口单位主管部门建设部行业分类无中国标准分类Q81国际标准分类91.140.80起草人起草单位适用范围本标准规定了三角形薄壁堰的术语、结构、流量公式、制作、安装、水头测量、综合误差分析及维护等。
本标准适用于水温5~30℃、流量为0.3~100L/s城市生活污水、工业废水和雨水的明渠排水流量。
本标准的测量精度为1%~2%。供水明渠的流量测量可参照使用。
本标准不适用于含有大量漂浮物质和易淤积物质的排水流量测量。}