平原地區（qū）農業（yè）供水硫磺流量計的（de）選型與布局設計探討

1　終端水價形成（chéng）對供水渠係計量（liàng）設（shè）施的要求
1.1 數量上便於供需雙方考核確認
目前，我（wǒ）國（guó）農業灌溉（gài）用水多為大（dà）水漫灌方式，導致水資源有效利（lì）用率低。同時，計量（liàng）設施少，用水戶長期使用“大鍋水”，導（dǎo）致用水戶節水意識不強。為促進農（nóng）業（yè）節水，減少（shǎo）用水戶水費支出（chū），根據**發展改革委、財政部、水利部統一部署，在**範圍內推行（háng）農業水價綜合改革試點工作，實行農業用水的總量控製和定（dìng）額（é）管（guǎn）理（lǐ）。為此，需對農業用水加以準確計量，便於供需雙方考（kǎo）核確認。計量設施從（cóng）以前的（de）幹、支渠*延伸到鬥渠*或農渠*，為灌溉（gài）用（yòng）水供需雙方考核確認提供依據（jù）。
1.2 使用上滿（mǎn）足基層農戶取水需（xū）求
為減少對（duì）農業輸水的影響，計量設施需要計（jì）量（liàng）準確、簡單直觀、水頭（tóu）損失小、輸水通暢等。計（jì）量準確一般要求計量誤差小於3%~5% ；簡單（dān）直觀，一般要求具備現（xiàn）場顯示屏或（huò）直觀曲線（xiàn）圖（tú） ；水頭損（sǔn）失（shī）小則要求不能明顯增（zēng）加原輸水渠道的水（shuǐ）頭（tóu）損失 ；輸（shū）水通暢則要求計量設施不能影響渠（qú）道過水能力。
1.3 布局（jú）上適應用（yòng）水組織分片計量
因用水組織的行（háng）政邊（biān）界與水文邊界不完全一（yī）致，為了便於計量用（yòng）水組織用水量，需對跨用水組織灌溉的渠（qú）道增設計量設施。通過多渠道分段安設計量設施，方便計算各用水（shuǐ）組織的（de）實際用水量。
1.4 安全上（shàng）滿足供水單位拆卸統一管理的要求
在設置量水設施時，應重點考慮量水儀表的安全防護問（wèn）題，在正常運（yùn）行（háng）使（shǐ）用時需能防盜防破壞，在（zài）灌溉結束時需（xū）能由管理單位統一（yī）拆卸，便於保養維護。
2　現有灌溉（gài）渠係供水計量設施（shī）主要性能比較
2.1 灌溉渠係供水計量方法分類
當前，灌溉渠（qú）係常用的量水方法有利（lì）用水工建築物、特設量水設（shè）備、流速儀、水尺、新型管道量水等幾（jǐ）種（zhǒng）。現對各種量水方法分述如下 ：
利（lì）用水工建築物量水 ：針對已有的（de）固定放水建築（zhù）物，根據建築物的結構尺寸、水文參（cān）數，通（tōng）過特定流量公式計算出過水流量的量水方法。根（gēn）據建築物形式又分（fèn）為閘門及孔口（kǒu）出流、倒虹吸管道及渡槽等。利用特設（shè）量水設（shè）備量水 ：通過（guò）特設（shè）的水位 ( 水深 )、流速、水壓及流向測定的設備進行量水。常用的包括各種堰、槽（cáo）、噴嘴、配水器等。
利用流速儀量水 ：通常包括利用轉子式流速儀、旋杯或旋漿流速儀、聲（shēng）波流速儀及電磁流速儀量水等。利用水尺量水 ：常用的方法是對選（xuǎn）定的地（dì）點用流速儀測定不同的水流條件下的流量，而後作出“水頭-流量”關係（xì）曲線圖，對照（zhào）曲線圖，即可（kě）用水尺測得（dé）的水位計算出流量。新型管道量（liàng）水 ：利用管道（dào）量（liàng）水設備在滿管有壓狀態下對順直管道中的水流進（jìn）行量水。常見的（de）有旋翼式水（shuǐ）表、螺（luó）翼式（shì）水表、硫磺（huáng）流量計（jì）、超聲波流量計等。
2.2 灌溉渠係供水計量設施的主要性能比較
2.2.1 水工（gōng）建築物量水的主要性能
主要特點 ：水工建（jiàn）築（zhù）物量水較為經濟、簡便。經濟性體現在（zài）不需額外建設量水設施 ；簡便性體現在測試方法易於（yú）掌握，根據實際運（yùn）行的閘位（wèi）、上下遊水位按相應公式計算即（jí）可。
適用條件 ：建築物本（běn）身必須完整無損，並且嚴格按照設（shè）計尺寸施工，無變形及漏水現象；無紊流及水麵（miàn）波動情況；建築物符合水力計算（suàn）的要求，上下遊水頭差不小於 5cm，在淹沒狀態時，淹沒度不大於 0.95。設施選型 ：因水（shuǐ）工建築物量水設施所依據的量水公式中諸（zhū）多參數隻（zhī）是（shì）理論值，未經實（shí）際率定，係統（tǒng）誤（wù）差較大，不推薦在末級渠係中（zhōng）使用。
2.2.2 特設量水（shuǐ）設備（bèi）量水的主要性能
主要特點 ：特設量（liàng）水設備測量結果較（jiào）為精（jīng）確，但會對渠道中的水頭造成一（yī）定損失。
適（shì）用條件 ：有一定的過水能力 ；操作、使用、計量、計算簡便可行（háng） ；明渠上（shàng）遊要有（yǒu） 40 倍水力半徑的平直段 ；不（bú）能有過大（dà）的（de）流速水頭，否則易產生較大的水頭測量（liàng）誤差。設備選型 ：在常用的堰槽等特設量水設備中，長喉槽量水設施相比其他量水設施（shī）具有水頭損失小、淹沒度高、過泥沙及漂浮（fú）物能力強等特點，*適合平原地區末級渠係明渠量水。
2.2.3 流速儀量水的主要性能
主要特點：流（liú）速儀量水測量結（jié）果比較精確，但費用較高，並（bìng）且測量及計算較為（wéi）費時費工。
適用條件 ：測量渠段應較為平直、規整、無障礙 ；水流條件好，無紊流及渦動、波動現象等（děng）。設備（bèi）選型 ：因（yīn）流速儀量（liàng）水計算較（jiào）為（wéi）複（fù）雜，測量*為費時費工（gōng），一般隻作為其他量水設施率定校核使用，不推薦其作為灌溉渠係量水設施（shī）使用。
2.2.4 水尺量水的主要（yào）性能
主要（yào）特（tè）點 ：水尺量水測量方法簡單，容易掌握，因新型水位計的開發應用，便於網絡（luò）智能傳輸。
適用（yòng）條件 ：測量渠（qú）段平直、穩定（dìng）且渠道（dào）比降較大 ；水流均勻、流速較（jiào）快（kuài）。
設備選型：因水尺量水要求渠段中水流均勻，流速較快，比較適宜（yí）渠道比降較大的地區使用，不（bú）適合平原地區平緩渠道（dào）使用。
2.2.5 新型管道量（liàng）水的主要（yào）性能
主（zhǔ）要特點 ：新型管道量水（shuǐ）儀器（qì）具有測量結果（guǒ）直觀、精度較高（gāo）、無額（é）外水頭（tóu）損（sǔn）失，便於網絡智能傳輸的特點（diǎn）。
適用條件（jiàn） ：安裝位置前後有（yǒu）較長的平直管道 ；測量時管道需（xū）有滿（mǎn）管水流。
設備選（xuǎn）型 ：在諸（zhū）多的新型管道量水設備中因硫磺（huáng）流量計及超聲波（bō）流量計管徑能與（yǔ）被測（cè）管徑相同，不會阻礙水流或積聚其他雜物，故用得較多。在實際選型中（zhōng）因超聲波流量計存在零點漂移及自定義參數較多的問題，所以在固定式農業供水計量方麵用得較少。硫磺流量計（jì）相對來說性（xìng）能（néng）穩定、精度較高，在工業、農業供水計量方麵使用較多。硫磺流量計按原理分有橡膠襯裏型、插入型、電磁水表型（xíng）；按供電方式分有常規電源型、電池供電型（xíng）等，均可加裝GPRS 通訊模塊（kuài），實現遠程數據自動采（cǎi）集功能。
3　宿豫區灌溉渠係終端計量設施的選型與布局
3.1 宿（xiǔ）豫區灌溉渠係（xì）終端計量設施的布局
3.1.1 根據水源總量控製要求（qiú）進（jìn）行布局
根據（jù）**“四（sì）部委”文件精神，要求對農業用（yòng）水試行總量（liàng）控製和定額管（guǎn）理。為達（dá）到總（zǒng）量控製的目的，需對各控製區域（yù）內的灌溉水源出（chū）口處設立量水（shuǐ）設施。宿豫區在 2013年度、2014 年度的（de）水價改革項目中，在項目區的水源地（dì）設立（lì）了 4 處量水（shuǐ）設（shè）施（shī）。
3.1.2 根（gēn）據試點項目區（qū）分類進行布局
在宿豫區水價改革項（xiàng）目中，按照水源類型及土地性（xìng）質（zhì），已將項目（mù）區劃分為自流、提水、末級渠係、回歸水利（lì）用、土地流轉（zhuǎn）等供水區。在 2013 年度、2014 年度項目中，五種灌（guàn）溉區域內共設置了 57 處量水（shuǐ）設施。
3.1.3 根據終端（duān）水價考核需要進行布局
農業水價綜合改革項目的核心工作是轉變用水方式和考核辦法，由傳統的用“大鍋水”轉變（biàn）為“總量控製和定額管理”。在 2013 年度項目中的 15 處量水設施中有 11 處是專為終端計量設置的，在 2014 年度項目中的 42 處量水設施中有 37 處（chù）是專為終端（duān）計量所設（shè）置的。
3.2 宿豫區灌溉渠係終端計量設施的（de）選型
3.2.1 根據輸水條件、投資大小選型
宿豫區地處蘇北平原，各幹、支渠*多（duō）有提水泵站或開敞式渠*閘對水源進行控製，鬥、農渠*多有涵管式鬥、農門對水源進行控製。在渠道較長、水頭富餘度略大、比降（jiàng）大於（yú） 1 ︰ 5000 的渠道中可選用長喉槽進行（háng）量水。而（ér）對於渠道短小、水位緊張、流態不穩定，渠*又有較長的涵管（guǎn）式鬥、農門建築物時，可選用等管徑的電磁水表進行量水。
根據實際投資測算，在管道直徑小於或等於 600mm 時，使（shǐ）用電（diàn）磁水表量（liàng）水（shuǐ）比用長喉槽量水有較大的投資優勢，而在管道直徑（jìng）大於或等於 1000mm 時，使用長喉槽量水又比用電磁水表量水有較大的投資優勢。
3.2.2 根據供電條件（jiàn）、現場顯（xiǎn）示要求選型
在農業灌溉條件方麵，大多沒有市電供電電源，在選用（yòng）各類量水儀表時（shí），要按有無市電電源（yuán）進行適當選型。在有市電電源時可（kě）選防護等（děng）級略低的 IP64 級以上、較（jiào）為經濟的量水儀表 ；在無市電電源時需考慮選用大容量鋰（lǐ）電池進行供電，供電時間不少於（yú） 3 年（nián）時間，防護等級（jí）相（xiàng）應（yīng）達到IP66 級以上。另（lìng）外，優先（xiān）選用具有現場顯示功能的儀表。
3.2.3 按照“高精（jīng）度、免維護、低（dī）成本”要求選型
一般而言使用傳統常規（guī）計量設施（shī）能將量水精度（dù）控製在3%~5%（等同於 3.0 級 ~5.0 級）之間已經比較好了。在（zài）宿豫區水價改革項目中（zhōng）除了 3 套明渠流量計、8 套長喉槽量水儀器（qì）的係統量水精度為 2.5 級外，46 套電磁水表量水精度達到 1.0 級以（yǐ）上，均能勝任農業供（gòng）水計量的精度要求。另外，項目區中所有量水儀表均具有“免維護（hù）”的特點，可以在野外長期運行，*大地降低了管理人員的（de）管理難度（dù），減少了管理量水設施的（de）工作量。
3.2.4 按照“智能采集、網絡共享”要（yào）求選型
為了更進一步減少管理（lǐ）單位（wèi）的（de）運行成本，便於快捷地對計量用水進行統計、分析、成本核算（suàn），宿豫區水（shuǐ）價改革項目區中所有量水儀表均依托當前網絡科技發展技術，運用（yòng） GPRS 數據（jù）傳輸模塊，將現場采集的灌溉水參數智能傳輸到裝有專用接收處（chù）理軟件的（de）服務器中，並利用專用處理軟件對服務器數據庫中的數據進（jìn）行分析、處理，便於（yú）管理單位（wèi）與用水戶**查詢、分析、統（tǒng）計。
4　結語
宿豫區農（nóng）業水價綜合改革基於以（yǐ）上要求*批所選取的57 套計量設施，至今已運行 3 年以上，受到省內外諸多市縣（xiàn）的觀（guān）摩借鑒，效果良好。為方便各級渠道計量（liàng）選（xuǎn）型，現總結出計量設（shè）施選型口訣如（rú）下 ：
一看渠水二看電，三看屏顯加曲線（xiàn） ；
幹支渠*控總量，規則鬥渠長喉堰 ；
小渠*好電磁表，電池供電（diàn）方便跑 ；
選型不光性價比，智能共享有*好。

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