灌 区 量 水 方 法
概述
灌区量水是实行计划用水, 按方计征水费, 促进节约用
水和提高灌区管理水平的一项必不可少的重要工作 。 具体地
说, 灌区量水有以下几方面的作用:
1, 可以较准确地按照用水计划, 调节, 控制各级渠道的
分水流量, 促进节约用水;
2, 根据量水结果资料, 可以分析计算各级渠道的输水能
力和输水损失, 统计计算各地段的用水量和各种作物的灌水
定额, 进而提供渠系水和田间水的利用率, 为计划用水提供
必要的数据, 同时也为新建, 扩建或改建灌区提供规划设计
的基本资料;
3, 为按水量计征水费和经济用水管理提供较可靠的依据 。
测站的布设
为了执行计划用水, 需要建立测水站 。 按其作用的不同,
又分为基本测水站和辅助测水站 。
基本测站包括:
1, 水源测站 —— 设于引水口上游 50-100m的平直河段上 。
观测水源水位, 流量, 含沙量变化情况及它们与渠首引水
量之间的关系;降雨与河道径流的关系 。
2, 引水渠渠首测站 —— 设于引水渠进水口以下 50-80m的
平直渠段上 (或进水闸 )。 观测从水源引入的流量和引水口
水位与引水流量变化关系, 指导配水工作 。
3, 配水渠渠首测站 —— 设于配水闸以下 30~ 60m的平直
渠段上 ( 也可用配水闸 ) 。 观测从上一级渠道配来的水量
( 支斗渠 )
4, 分水点测站 —— 设于分水渠渠首以下 20-30m的平直渠
段上, 也可用分水闸量水 。 观测从配水渠分得的水量 。
( 农渠 )
测站的布设
辅助测站有:
1, 平衡测站 —— 为观测, 分析灌区水量
平衡而设, 主要观测水源下泄, 水量灌区
退水和排出水量 。 渠首引水口下游河段,
各级渠道末端及排水渠道枢纽上 。
2, 专用测站 —— 为观测收集专门资料而
设 (如渠道输水损失, 糙率系数, 流速, 流
量与冲淤关系等 )。 测站布设位置视需要而
定 。
灌区量水方法与选择原则
灌区比较常用的量水方法有下列几种:
1,利用水工建筑物量水;
2,利用特设的量水设备量水;
3,通过实测渠中流速确定流量;
4,利用水尺测流 。
选择量水方法的原则
综上所述,量水方法很多,选用何种方法量
水要因地制宜,
其原则是:
1,设备费用及维修费用低廉;
2,能利用当地的建筑材料;
3,观测计算方便;
4,精确度符合要求 。
利用水工建筑物量水
利用渠道上已有的水工建筑物量水,
不必再添置其它量水设备和仪表, 是最为
经济, 简便的量水方法, 因此, 在有可能
利用水工建筑物量水的地方, 应尽量选用
此法 。
用来做为量水的水工建筑物应完整,
无损坏, 建筑物上, 下游应无淤积, 无杂
物 。
渠道上可供量水的建筑物很多, 下面
介绍几种简单, 常用的建筑物量水方法 。
利用跌水(或陡坡)量水
跌水是联接高,
低渠道使水产生自
由跌落, 集中降低
高程的建筑物 。
跌水口常见的形
式为矩形和梯形两
种, 如图所示 。 水
尺应安设在上游 3~
4倍正常水深处, 零
点与跌水口底齐平 。
利用跌水(或陡坡)量水
计算流量的公式依据跌水口的形式有:
1,矩形断面跌水
2,梯形断面跌水
式中,Q —— 流量 ( 米 3 /秒 ) ; b—— 跌水底宽 ( 米 ) ;
H —— 上游水头 ( 米 ) ; n—— 为梯形断面边坡系数;
m是流量系数,实测求得, 如无实测资料可参考下表
可根据上述公式和采用的流量系数, 绘制水位,
流量关系图表, 从图表中查得水尺读数相应的流量 。
gHm bHQ 2?
? ? gHHnHbmQ 28.0??
H/b 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
M 0.37 0.415 0.430 0.435 0.45
表1 跌水流量系数
利用闸门量水(启闭式闸门)
利用闸门量水首先要测量水位, 然后区
别流态, 最后选用正确的流量公式进行计算 。
水位及闸门开度由特设的水尺和标尺读
出 。
闸门开度标尺零点与闸孔完全关闭时
的闸门顶部齐平,其它四种水尺的零点均与
闸底板齐平。利用启闭式闸门量水,需根据
过闸水流的流态来选定流量计算公式。
利用闸门量水(启闭式闸门)
图中:B为闸孔净宽 (米 ); H大 为闸
前最大水深 (米 );
① 为上游水尺 ( 设于上游距建
筑物3 H大 处 ) 。
② 为闸前水尺; ( 可直接绘设
于闸前侧墙上, 距闸门 B/4 处 ) 。
③ 为闸门开度标尺; ( 可直接
绘设在闸槽边缘的边墩上 ) 。
④ 为闸后水尺; ( 可直接绘设
于闸后侧墙上, 距闸门 B/4 处 ) 。
⑤ 为下游水尺; ( 设于下游距
建筑物 1.5~ 2B处 )
闸门开度标尺零点与闸孔完全
关闭时的闸门顶部齐平, 其它四
种水尺的零点均与闸底板齐平 。
过闸水流流态
过闸水流流态常见的有:
有闸控制潜流, 有闸控制自由流, 闸
门全开潜流, 闸全开自由流等四种 。
计算流量时可根据具体情况选用不同
的公式 。
有闸控制潜流
形成有闸控制潜流的条件是:
① 闸前, 闸后水面均淹没闸底边;
② 闸后水深 h1大于起闸高度 hw。
其过闸流量可用下式计算:
式中:Q —— 过闸流量 ( 米 3 /秒 ) ;
μ —— 流量系数;一般在 0.5~ 0.64。
b—— 闸孔宽度 (米 );
hw—— 启闸高度 (米 );
g—— 重力加速度为 9.81( 米 /秒 2 ) ;
Z1—— 闸前后上, 下游水位差 (米 );Z =H-h1。
65.0?HhW
12 gZbhQ W??
有闸控制潜流
有闸控制潜流(矩形明渠放水口)
有闸控制自由流
形成有闸控制自由流的条件是:
① 水流从闸门下缘流过, 即 hw/H≤ 0.65;
② 闸后水深小于启闸高度, 即 h1<hw。
其过闸流量可用下式计算:
式中,μ—— 流量系数, 一般为 0.51~0.64。
其它符号意义同前 。
)65.0(2 WW hHgbhQ ?? ?
有闸控制自由流
有闸控制自由流
闸门全开潜流
形成无闸潜流的条件是:
① 水过闸时, 闸板不阻水, 即闸门下缘高
于水面,即 hw/H>0.65
② 闸后下游水深 hH与闸前上游水深 H之比
大于 0.7,即 hH/H>0.7。
其过水流量用下式计算:
式中,μ—— 流量系数, 一般为 0.79~0.86。
其它符号意义同前 。
)(2 HH hHgbhQ ?? ?
闸门全开潜流
闸门全开潜流
闸门全开自由流
无闸自由流的形成条件是:
① 闸门下缘高于水面, 即其闸启开高度 hw与
闸前上游水深H之比大于 0.65,( hw/H>0.65) 。
② 闸后下游水深 hH与闸前上游水深H之比小
于 0.7,即 hH/H<0.7。
其过闸流量可用下式计算:
式中,μ —— 流量系数, 一般为 0.295~ 0.33;
其它符号意义同前 。
gHbHQ 2??
闸门全开自由流
闸门全开自由流
确定流量系数
在上述各种流量公式中, 有不同的流量
系数, 其值与建筑物进口型式 ( 翼墙型式 )
有关, 为了提高测流的精度, 应对拟做为量
水设备的建筑物, 事先用流速仪测流, 根据
测得的流量与水尺读数, 代入经过选定的流
量公式, 求该建筑物的实际过闸流量系数,
建立适用于该建筑物的流量, 水位关系图表,
供测流时查找应用 。
利用特设的量水设备量水
特设的量水设备一般常
用的有三角量水堰, 梯形
量水堰, 量水喷嘴, 巴歇
尔量水槽, 无喉道量水槽
等 。
简易量水槽
简易量水槽
简易量水槽
简易量水槽
水跃计
柱形量水槽
柱形量水槽
转轮量水计
转轮量水计
转轮量水计
三角形量水堰
1,三角形量水堰的结构
三角量水堰的结构如图所示 。 堰板可用铁板, 木板 ( 堰口镶铁皮 ), 塑
料板制成, 缺口做成 45° 的锐缘, 斜面向下游 。 其结构尺寸如表所示, 供
制作时参考 。
直角三角形量水堰
直角三角形量水堰结构尺寸
注 表中的堰高 D和堰宽 L已包括安装尺寸,采用时可视实际需要适当增减。
编
号
渠道流量
(升 /秒)
最大水头
H( 厘米)
口高 h
( 厘米)
槛高 P
( 厘米)
堰高 D
( 厘米)
边宽 T
( 厘米)
堰宽 L
( 厘米)
堰口宽 b
( 厘米)
1 50~70 30 35 30 75 30 150 70
2 70~100 35 40 35 85 35 170 80
3 100~140 40 45 40 95 40 190 90
4 140~185 45 50 45 105 45 210 100
5 185~240 50 55 50 115 50 230 110
6 240~300 55 60 55 125 55 250 120
7 300~375 60 65 60 135 60 270 130
三角形量水堰
2、三角形量水堰安装使用注意事项:
① 堰板直立, 两肩水平, 锐缘朝上游;
② T值与 P值都要大于最大过堰水深;
③ 堰底及堰板两侧, 不得有漏水;
④ 水尺零点与堰口齐平, 安装在距堰上游 3~ 5倍最大过水
堰深处, 也可直接安装在堰口旁侧的堰板上;
⑤ 安装位置与进口的距离不得小于 2~ 3倍的正常过堰水深 。
3,三角形量水堰的流量计算
主要用于自由流 ( 潜流时, 计算复杂, 精度较差 ),
其流量可按下式计算,( θ =90° )
Q=1.343H2.47
为了便于应用, 根据上述公式可计算绘制成三角形量
水堰水位 —— 流量关系图表, 由观测的水位直接查得过水
流量 。
梯形量水堰
1,梯形量水堰的结构
这种量水堰的堰口为梯形 。 侧边边坡为 4∶ 1( 竖 ∶ 横 ), 堰
口呈锐缘 。 堰板可用铁, 木, 塑料板制成, 当用木板时要加筋加
固, 堰口最好用钢板或白铁皮镶边, 堰板各部尺寸按流量大小而
定 。
常用梯形量水堰结构尺寸表(单位:厘米)
堰槛宽
B b H最大 h T P D L
适宜施测流量
Q( 升 /秒)
25 31.6 8.3 13.3 8.3 8.3 26.6 64.2 2~12
50 60.8 16.6 21.6 16.6 16.6 43.2 110.0 10~63
75 90.0 25.0 30.0 25.0 25.0 60.0 156.0 30~178
100 119.1 33.3 38.3 33.3 33.3 76.6 201.7 61~365
125 148.3 41.6 46.6 41.6 41.6 93.2 247.5 102~640
150 177.5 50.0 55.0 50.0 50.0 110.0 293.5 165~1009
梯形量水堰
2、梯形堰的安装
梯形堰的安装与三角堰基本相同,
堰槛水平, 堰身直立, 堰板底部和两侧不
得漏水, 堰板上水尺零点应与堰槛齐平 。
为了提高量水精度, 应尽量使过堰水流为
自由流, 因此, 安装时应使堰槛高于下游
水面 ( 通过最大流量时 ) 2厘米 。
梯形量水堰
3,梯形堰的流量计算
在自由流时 ( 下游水面低于堰槛 ), 梯形量水堰的流
量可按下式计算:
Q=mBH1.5
式中,Q—— 过堰流量 ( 米 3/秒 ) ;
m—— 流量系数, 一般为 1.86,当来水流速大于
0.3米 /秒时, m=1.90;
B—— 堰槛宽度 ( 米 ) ;
H—— 过堰水深 ( 米 ) 。
为了便于应用, 根据公式可以制成单宽条件下
( B=1米 ) 梯形量水堰的水深 —— 流量关系图表, 由
测得水深从图表上查出流量数值, 再乘实际堰槛宽
度即为实际流量 。
量水喷嘴
1,量水喷嘴的构造
量水喷嘴由档板和管嘴两部分组成, 依喷嘴的形状可分正
方形, 长方形及园形三种 。 正方形, 长方形便于制作, 其构造
如图所示 。
长方形喷嘴
量水喷嘴
在构造图中:
A,B —— 管嘴入口的高和宽 ( 厘米 ) ;
a,b —— 管嘴出口的高和宽 ( 厘米 ) ;
l —— 管嘴长度 ( 厘米 ) ;
L,Y —— 档水板的宽和高 ( 厘米 ) 。
图中各部尺寸的关系:
L—— 根据渠道宽度来定;
Y—— 根据渠道水深及渠底降低高度来定 。
长方形喷嘴结构尺寸表(单位:厘米)
喷嘴
号码
出水口
高度
a
出水口
宽度
b
进水口
高度
A
进水口
宽度
B
喷嘴
长度
l
适宜
水位差
Z
适宜施测流量
Q( 升 /秒)
1 10 20 19 29 30 2~20 12~37
2 15 30 29 44 45 2~20 26~83
3 20 40 38 58 60 2~20 46~147
4 25 50 47 72 75 2~20 72~230
5 30 60 57 81 90 2~20 104~330
6 35 70 66 101 105 2~20 142~450
表中 b = 2 a A = 1.9 a l = 3 a
方形喷嘴结构尺寸表(单位:厘米)
喷嘴号码 出水口边长 a 进水口边长 A 喷嘴长 l 适宜水位差 Z 适宜施测流量 Q(升 /秒 )
1 10 19 20 2~20 6~19
2 15 29 30 2~20 13~42
3 20 38 40 3~35 23~82
4 25 48 50 3~35 36~128
5 30 57 60 3~35 52~184
6 35 67 70 3~35 71~251
7 40 76 80 3~35 93~328
表中 A = 1.9 a l = 2 a
量水喷嘴
2,量水喷嘴的设计和安装:
① 首先根据渠道过水能力在表 5-3中选择相应的喷嘴型
号, 确定管嘴各部尺寸;
② 进行渠底降低 h值的计算 。 如渠道水深不足, 未能满
足淹没孔口的要求深度时, 要把渠底降低, 降低深度 h
按下式计算:
或
式中 h —— 渠底降低深度 ( 厘米 ) ;
hk—— 渠道中最小水深 ( 厘米 ) ;
T—— 孔口至渠底的距离, 一般为 5~10厘米;
Z—— 渠中最小流量时的上, 下游水位差 ( 厘米 ) 。
③ 喷嘴安装要符合图的要求 。
ThaAh k ????? 2 10? ?ZhTAh k ????? 5
量水喷嘴
量水喷嘴
3,使用量水喷嘴必须遵守的条件:
① 上, 下游孔口必须淹没, 下游孔口淹设深度不得
少于 5厘米;
② 档水板上, 下游水位差 ( Z) 不应大于 30厘米,
亦不应小于 2厘米, 以免冲刷和淤积 。
③ 上, 下游水尺, 绘设在档板前后, 其零点均与出
水口上缘齐平 ( 用特制的分叉式水尺量测更方便 ) 。
④ 喷嘴在使用时必须安平, 渠中流量必须全部通过
管嘴, 不得有漏水现象 。
量水喷嘴
4,喷嘴的流量计算
流经喷嘴的流量公式是:
式中,Q—— 流量 ( 米 3/秒 ) ;
W—— 管嘴出口断面面积 ( 米 2) ;
M—— 流量系数, 随管嘴孔口的形式不同而
变化, 方形和长方形出口时, m=0.925;
Z—— 喷嘴上, 下游水位差 ( 米 ) 。
为了便于应用, 可以制成喷嘴的流量表, 由
观测到的水位差, 就可以直接查得流量 。
gZmwQ 2?
巴歇尔量水槽
巴歇尔量水槽
巴歇尔量水槽具有水头损失小,雍水不大,
不易淤积等特点,且量水精度高。适于渠道
比降小而渠水含沙量偏大的渠道上使用。其
不足是:巴歇尔量水槽结构较为复杂,造价
较高,安装建造,流量计算都比较烦杂。
巴歇尔量水槽一般宜做成固定式的,可用
砖石或混凝土等建成。巴歇尔量水槽由进水
段、喉道段及出水段组成,其结构如图所示。
结构尺寸都是试验确定的,在制作时可参
考巴歇尔量水槽标准尺寸表进行。(可查量
水手册)
巴歇尔量水槽的流量计算
( 1)水流为自由流时( )
( 1)
当 W= 0.5~ 1.5米范围内时,
上式可简化为:
( 2)
式中,Q— 流量(米 3/秒);
Ha— 上游水尺读数(米);
Hb— 下游水尺读书(米);
W— 喉道宽(米)。
7.0?
a
bHH
026.0569.1)
3 0 5.0(3 7 2.0
WaHWQ ?
自
57.14.2 aWHQ ?自
1026.0 ?W
巴歇尔量水槽的流量计算
( 2)水流形态为潜流时,( ),过水流量 Q潜
等于自由流时的流量值减去因潜没造成的流量改正值
ΔQ。
式中,ΔQ— 流量改正值(米 3/秒);
K— 淹没度,;
Q自 — 自由流流量(米 3/秒);
Q潜 — 潜流流量(米 3/秒)。
7.095.0 ??
a
bHH
815.0
14.357.4
8.1
0 0 7.0
3 0 5.045.28.1
07.0 W
H
H
HQ
a
b
H
H
a
b
a
?
?
?
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???
?
?
???
?
??
?
QQQ ??自潜 =即
a
bHHK?
巴歇尔量水槽的流量计算
巴歇尔量水槽流量计算是相当复杂,
但只要按标准尺寸制作的巴歇尔量水槽,
都可由喉道宽 W,上游水深 Ha( 自由流 ) 或
W,Ha,( 潜流 ) 值, 由制作好的流
量表中查得相应的流量 。a
bHHK ?
利用流速仪量水
大家知道流量由流速乘过水断
面而得, 因此测流的任务关键在于
测定过水断面和平均流速 。
用流速仪测流的方法
1,选择测流河段
测流河 ( 渠 ) 段的断面应标准, 平直, 无杂草,
淤泥, 水流平顺, 无漩涡, 回流 。
2,确定测速垂线数目
测速垂线数目视渠道宽度而定, 当水面宽在 1.5~
5.0米 ( 斗, 农渠 ) 时, 可设 3~ 5条;水面宽在 5~ 15
米时 ( 干, 支渠 ), 可设 5~ 9条 。
3,测定过水断面
以测速垂线为界将整个断面划分为若干个部分小
面积,然后用皮尺量出测线的距离,并用测杆测定每条
测线的深度(水面至渠底)。施测结果绘制出测流断
面图,见下图。然后按三角形或梯形计算出每一部分
的面积 f,各部分面积的总和即为该过小断面积 F。
测定过水断面
即
? ? ? ? ? ? 665221110
621
2
1
2
1
2
1 bHHbHHbHH
fffF
??????????
???????
用流速仪测流的方法
4,测流速
① 测定测线平均流速 ( Vcpn)
角条测线上测流速的点数, 因水深而异, 当水深小于
1米时, 用一点或二点法施;当水深为 1~ 3米时用三点法
或五点法施测 。
测线平均流速可用下列公式计算
一点法,Vcp=V0.6
二点法:
三点法:
五点法:
以上各式中,V0,V0.2,V0.6,V0.8,V1.0分别表示流速
仪放在水深的 2/10,6/10,8/10处及渠底处测得的流速 。
)(21 8..02.0 VVVcp ??
)(31 8.06.02.0 VVVV cp ???
)233(101 0.18.06.02.00.0 VVVVVV cp ?????
计算流量
② 计算部分平均流速 ( Vn)
两测线之间的平均流速, 代表部分平均流速,
即:
……………………
岸边部分平均流速:
对于梯形土渠:
对于混凝土衬砌渠道,
矩形渠道:
式中 a值为 0.8~ 0.9。
当河边有不流动的死水区时,
? ?;212 21 cpcp VVV ??
? ?323 21 cpcp VVV ??
11 32 cpVV ?
11 cpaVV ?
56 2
1
cpVV ?
计算流量
5,计算部分流量
…………
6,计算断面总流量
…
6,计算断面平均流速
111 fVq ?
222 fVq ?
666 fVq ?
??? 21 qqQ
F
QV ?
6q?
利用水尺量水
在没有上述设备和仪器测流的地区, 可
直接利用在渠道内设置的水尺测流 。 利用水
尺测流应选择一段断面比较稳定, 顺直的渠
段 ( 测流渠段也可以人工衬砌, 以保证渠床
稳定断面标准 ), 在渠段内设立水尺, 利用
流速仪测定不同水位下的流量, 绘制水位流
量关系曲线, 测流时, 只要根据渠中水位测
出水尺读数, 便可查得相应的流量 。
此法, 简单易行, 群众容易掌握, 唯精
度稍差 。
观测资料的整理与分析
为了检查用水计划的执行情况, 为合
理配水, 按量收费提供依据, 并为水利
规划设计和科学研究积累资料, 需要对
观测资料进行整理和分析 。
测流资料的整理与分析, 一般包括下
列内容:
1,计算引水量
2,计算灌溉效率和灌溉模数
3,计算灌水定额和灌溉定额
4,计算水的利用系数
计算引水量
引水量的计算必须逐日进行 。
① 每日引水量等于该日各时段内引水量的总和,
即:
每一时段引水量等于该段时间与该段时间内平均流量之乘积
即,
………………
式中,W1,W2…… Wn- 1—— 时段引水量 ( 米 3) ;
t1,t2…… tn- 1—— 时间 ( 秒 ) ;
q1,q2…… qn —— 在相应时间内的流量 ( 米 3/秒 ) 。
nn WWWW ??????? 21
1211 2 t
qqW ??
2322 2 tqqW ??
111 2 ??? ?? nnnn tqqW
计算引水量
② 以全日秒数 ( 8640秒 ) 除以全日引水量便
可得出全日平均流量 。
③ 每次灌溉总引水量等于该次灌溉期内各日
引水量的总和 。
计算灌溉效率和灌溉模数
灌溉效率和灌溉模数是反映灌溉水的有效利用程度和灌
水劳动效率的指标 。
① 灌溉效率
在旱作地区灌溉效率是指渠道引水一个流量 ( 米 3/秒 )
一昼夜的灌溉面积, 可由下式计算:
② 灌溉模数
灌溉模数指渠首引水一个流量 ( 1米 3/秒 ) 可灌溉的面
积, 可由下式计算:
??
?
??
??
?? )/秒)的总水量(米米每昼夜一个流量(毛毛 渠首日平均引水流量引水天数
实际灌溉面积 33
1
8 6 4 0 0
mM
Q
AE ?
净渠净 渠首日平均引水流量引水天数
实际灌溉面积 mM 86400???? ?
计算灌区定额和灌溉定额
灌水定额和灌溉定额反映作物需水满足的程度, 灌溉
制度是否合理及灌水的质量 。
① 灌水定额
灌水定额是单位面积上灌溉一次所需的水量 。 毛灌
水定额可用下式表示:
净灌水定额可用下式表示:
② 灌溉定额
灌溉定额是作物在全生育期内单位面积上灌溉的总
水量(米 3/亩),即作物生育期内各次灌水定额的总和。
A
Wm 首毛
毛 ?
系毛净 ??? mm
计算水的利用系数
水的利用系数是灌区在输水, 配水, 灌水过程中水的有效
利用程度 。 是评价灌区渠系工程技术质量的优劣和管理水平高
低的一个重要指标 。
常用的水利用系数有:
① 渠道水利用系数
主要标志某一渠道的工程技术条件, 管理工作水平和渠道渗
漏的综合指标 。
某渠道净流量与毛流量的比值称为该渠道水利用系数 ( η渠道 ) 。
对一个渠段而言, 流经上游断面的流量 Q上 为该渠段的毛流
量, 而流经下游断面的流量 Q下 则为该渠段的净流量 。
计算水的利用系数
而对于某渠道 ( 干渠 ) 同时向数条下级渠道 ( 支渠 ) 分
水, 渠首流量为 Q0。 各下级分水流量相应为 Q1,Q2,Q3,
那么对于该渠道而言, Q0为干渠的毛流量, ( Q1+Q2+Q3)
为干渠的净流量 。 因此渠道水利用系数为:
η 渠道 一般在 0.85~ 0.9左右 。
.
0
321 Q QQQQQQQ ????? 渠道
上
下
毛
净渠道 或 ??
计算水的利用系数
②渠系水利用系数
渠系水利用系数, 反映了从渠首到农
渠的各级输配水渠道的输水损失, 和灌区
各级渠道水的利用程度 。
其值等于同时工作的各级渠道的渠道
水利用系数的乘积, 即
农斗支干渠系 ????? ????
计算水的利用系数
③ 田间水利用系数
是标志田间工程 ( 包括沟, 畦规格 ) 的技术状况和
灌水技术水平的重要指标 。
田间水利用系数为田间作物可有效利用的水量 ( 不
包括田间渗漏和田面泄水 ) 与引入田间 ( 或引入毛渠 )
水量的比值, 即:
式中,η 田 —— 田间水利用系数;
m净 —— 设计净灌水定额 ( 米 3/亩 ) ;
A—— 农渠控制的实际面积 ( 亩 ) ;
W净 —— 一次灌溉农渠放出 ( 同时进入毛渠 ) 的总
水量 ( 米 3) ;
W毛 —— 渠首引入的总水量 ( 米 3) 。
渠系毛
净
净
净
田 ?? ?
???
W
Am
W
Am
计算水的利用系数
④ 灌溉水利用系数
全灌区灌溉水利用系数 ( η 水 ) 为田间所需要
的净流量 ( 或净水量 ) 与渠首引入的流量 ( 或水量 )
之比值, 或等于渠系水利用系数和田间水利用系数
的乘积, 即:
式中,η 水 —— 灌溉水利用系数;
A—— 灌区净灌溉面积 ( 亩 ) ;
q净 —— 设计灌水率 [( 米 3/亩 ) /万亩 ] ;
Q引 —— 渠首引入水流量 ( 米 3/秒 ) ;
m净 —— 灌区净灌溉定额 ( 米 3/亩 ) ;
W毛 —— 渠首引入的总水量 ( 米 3) 。
毛
净
引
净水 W mAQ qA ?????
田渠系水 = ??? ?
谢谢大家
概述
灌区量水是实行计划用水, 按方计征水费, 促进节约用
水和提高灌区管理水平的一项必不可少的重要工作 。 具体地
说, 灌区量水有以下几方面的作用:
1, 可以较准确地按照用水计划, 调节, 控制各级渠道的
分水流量, 促进节约用水;
2, 根据量水结果资料, 可以分析计算各级渠道的输水能
力和输水损失, 统计计算各地段的用水量和各种作物的灌水
定额, 进而提供渠系水和田间水的利用率, 为计划用水提供
必要的数据, 同时也为新建, 扩建或改建灌区提供规划设计
的基本资料;
3, 为按水量计征水费和经济用水管理提供较可靠的依据 。
测站的布设
为了执行计划用水, 需要建立测水站 。 按其作用的不同,
又分为基本测水站和辅助测水站 。
基本测站包括:
1, 水源测站 —— 设于引水口上游 50-100m的平直河段上 。
观测水源水位, 流量, 含沙量变化情况及它们与渠首引水
量之间的关系;降雨与河道径流的关系 。
2, 引水渠渠首测站 —— 设于引水渠进水口以下 50-80m的
平直渠段上 (或进水闸 )。 观测从水源引入的流量和引水口
水位与引水流量变化关系, 指导配水工作 。
3, 配水渠渠首测站 —— 设于配水闸以下 30~ 60m的平直
渠段上 ( 也可用配水闸 ) 。 观测从上一级渠道配来的水量
( 支斗渠 )
4, 分水点测站 —— 设于分水渠渠首以下 20-30m的平直渠
段上, 也可用分水闸量水 。 观测从配水渠分得的水量 。
( 农渠 )
测站的布设
辅助测站有:
1, 平衡测站 —— 为观测, 分析灌区水量
平衡而设, 主要观测水源下泄, 水量灌区
退水和排出水量 。 渠首引水口下游河段,
各级渠道末端及排水渠道枢纽上 。
2, 专用测站 —— 为观测收集专门资料而
设 (如渠道输水损失, 糙率系数, 流速, 流
量与冲淤关系等 )。 测站布设位置视需要而
定 。
灌区量水方法与选择原则
灌区比较常用的量水方法有下列几种:
1,利用水工建筑物量水;
2,利用特设的量水设备量水;
3,通过实测渠中流速确定流量;
4,利用水尺测流 。
选择量水方法的原则
综上所述,量水方法很多,选用何种方法量
水要因地制宜,
其原则是:
1,设备费用及维修费用低廉;
2,能利用当地的建筑材料;
3,观测计算方便;
4,精确度符合要求 。
利用水工建筑物量水
利用渠道上已有的水工建筑物量水,
不必再添置其它量水设备和仪表, 是最为
经济, 简便的量水方法, 因此, 在有可能
利用水工建筑物量水的地方, 应尽量选用
此法 。
用来做为量水的水工建筑物应完整,
无损坏, 建筑物上, 下游应无淤积, 无杂
物 。
渠道上可供量水的建筑物很多, 下面
介绍几种简单, 常用的建筑物量水方法 。
利用跌水(或陡坡)量水
跌水是联接高,
低渠道使水产生自
由跌落, 集中降低
高程的建筑物 。
跌水口常见的形
式为矩形和梯形两
种, 如图所示 。 水
尺应安设在上游 3~
4倍正常水深处, 零
点与跌水口底齐平 。
利用跌水(或陡坡)量水
计算流量的公式依据跌水口的形式有:
1,矩形断面跌水
2,梯形断面跌水
式中,Q —— 流量 ( 米 3 /秒 ) ; b—— 跌水底宽 ( 米 ) ;
H —— 上游水头 ( 米 ) ; n—— 为梯形断面边坡系数;
m是流量系数,实测求得, 如无实测资料可参考下表
可根据上述公式和采用的流量系数, 绘制水位,
流量关系图表, 从图表中查得水尺读数相应的流量 。
gHm bHQ 2?
? ? gHHnHbmQ 28.0??
H/b 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
M 0.37 0.415 0.430 0.435 0.45
表1 跌水流量系数
利用闸门量水(启闭式闸门)
利用闸门量水首先要测量水位, 然后区
别流态, 最后选用正确的流量公式进行计算 。
水位及闸门开度由特设的水尺和标尺读
出 。
闸门开度标尺零点与闸孔完全关闭时
的闸门顶部齐平,其它四种水尺的零点均与
闸底板齐平。利用启闭式闸门量水,需根据
过闸水流的流态来选定流量计算公式。
利用闸门量水(启闭式闸门)
图中:B为闸孔净宽 (米 ); H大 为闸
前最大水深 (米 );
① 为上游水尺 ( 设于上游距建
筑物3 H大 处 ) 。
② 为闸前水尺; ( 可直接绘设
于闸前侧墙上, 距闸门 B/4 处 ) 。
③ 为闸门开度标尺; ( 可直接
绘设在闸槽边缘的边墩上 ) 。
④ 为闸后水尺; ( 可直接绘设
于闸后侧墙上, 距闸门 B/4 处 ) 。
⑤ 为下游水尺; ( 设于下游距
建筑物 1.5~ 2B处 )
闸门开度标尺零点与闸孔完全
关闭时的闸门顶部齐平, 其它四
种水尺的零点均与闸底板齐平 。
过闸水流流态
过闸水流流态常见的有:
有闸控制潜流, 有闸控制自由流, 闸
门全开潜流, 闸全开自由流等四种 。
计算流量时可根据具体情况选用不同
的公式 。
有闸控制潜流
形成有闸控制潜流的条件是:
① 闸前, 闸后水面均淹没闸底边;
② 闸后水深 h1大于起闸高度 hw。
其过闸流量可用下式计算:
式中:Q —— 过闸流量 ( 米 3 /秒 ) ;
μ —— 流量系数;一般在 0.5~ 0.64。
b—— 闸孔宽度 (米 );
hw—— 启闸高度 (米 );
g—— 重力加速度为 9.81( 米 /秒 2 ) ;
Z1—— 闸前后上, 下游水位差 (米 );Z =H-h1。
65.0?HhW
12 gZbhQ W??
有闸控制潜流
有闸控制潜流(矩形明渠放水口)
有闸控制自由流
形成有闸控制自由流的条件是:
① 水流从闸门下缘流过, 即 hw/H≤ 0.65;
② 闸后水深小于启闸高度, 即 h1<hw。
其过闸流量可用下式计算:
式中,μ—— 流量系数, 一般为 0.51~0.64。
其它符号意义同前 。
)65.0(2 WW hHgbhQ ?? ?
有闸控制自由流
有闸控制自由流
闸门全开潜流
形成无闸潜流的条件是:
① 水过闸时, 闸板不阻水, 即闸门下缘高
于水面,即 hw/H>0.65
② 闸后下游水深 hH与闸前上游水深 H之比
大于 0.7,即 hH/H>0.7。
其过水流量用下式计算:
式中,μ—— 流量系数, 一般为 0.79~0.86。
其它符号意义同前 。
)(2 HH hHgbhQ ?? ?
闸门全开潜流
闸门全开潜流
闸门全开自由流
无闸自由流的形成条件是:
① 闸门下缘高于水面, 即其闸启开高度 hw与
闸前上游水深H之比大于 0.65,( hw/H>0.65) 。
② 闸后下游水深 hH与闸前上游水深H之比小
于 0.7,即 hH/H<0.7。
其过闸流量可用下式计算:
式中,μ —— 流量系数, 一般为 0.295~ 0.33;
其它符号意义同前 。
gHbHQ 2??
闸门全开自由流
闸门全开自由流
确定流量系数
在上述各种流量公式中, 有不同的流量
系数, 其值与建筑物进口型式 ( 翼墙型式 )
有关, 为了提高测流的精度, 应对拟做为量
水设备的建筑物, 事先用流速仪测流, 根据
测得的流量与水尺读数, 代入经过选定的流
量公式, 求该建筑物的实际过闸流量系数,
建立适用于该建筑物的流量, 水位关系图表,
供测流时查找应用 。
利用特设的量水设备量水
特设的量水设备一般常
用的有三角量水堰, 梯形
量水堰, 量水喷嘴, 巴歇
尔量水槽, 无喉道量水槽
等 。
简易量水槽
简易量水槽
简易量水槽
简易量水槽
水跃计
柱形量水槽
柱形量水槽
转轮量水计
转轮量水计
转轮量水计
三角形量水堰
1,三角形量水堰的结构
三角量水堰的结构如图所示 。 堰板可用铁板, 木板 ( 堰口镶铁皮 ), 塑
料板制成, 缺口做成 45° 的锐缘, 斜面向下游 。 其结构尺寸如表所示, 供
制作时参考 。
直角三角形量水堰
直角三角形量水堰结构尺寸
注 表中的堰高 D和堰宽 L已包括安装尺寸,采用时可视实际需要适当增减。
编
号
渠道流量
(升 /秒)
最大水头
H( 厘米)
口高 h
( 厘米)
槛高 P
( 厘米)
堰高 D
( 厘米)
边宽 T
( 厘米)
堰宽 L
( 厘米)
堰口宽 b
( 厘米)
1 50~70 30 35 30 75 30 150 70
2 70~100 35 40 35 85 35 170 80
3 100~140 40 45 40 95 40 190 90
4 140~185 45 50 45 105 45 210 100
5 185~240 50 55 50 115 50 230 110
6 240~300 55 60 55 125 55 250 120
7 300~375 60 65 60 135 60 270 130
三角形量水堰
2、三角形量水堰安装使用注意事项:
① 堰板直立, 两肩水平, 锐缘朝上游;
② T值与 P值都要大于最大过堰水深;
③ 堰底及堰板两侧, 不得有漏水;
④ 水尺零点与堰口齐平, 安装在距堰上游 3~ 5倍最大过水
堰深处, 也可直接安装在堰口旁侧的堰板上;
⑤ 安装位置与进口的距离不得小于 2~ 3倍的正常过堰水深 。
3,三角形量水堰的流量计算
主要用于自由流 ( 潜流时, 计算复杂, 精度较差 ),
其流量可按下式计算,( θ =90° )
Q=1.343H2.47
为了便于应用, 根据上述公式可计算绘制成三角形量
水堰水位 —— 流量关系图表, 由观测的水位直接查得过水
流量 。
梯形量水堰
1,梯形量水堰的结构
这种量水堰的堰口为梯形 。 侧边边坡为 4∶ 1( 竖 ∶ 横 ), 堰
口呈锐缘 。 堰板可用铁, 木, 塑料板制成, 当用木板时要加筋加
固, 堰口最好用钢板或白铁皮镶边, 堰板各部尺寸按流量大小而
定 。
常用梯形量水堰结构尺寸表(单位:厘米)
堰槛宽
B b H最大 h T P D L
适宜施测流量
Q( 升 /秒)
25 31.6 8.3 13.3 8.3 8.3 26.6 64.2 2~12
50 60.8 16.6 21.6 16.6 16.6 43.2 110.0 10~63
75 90.0 25.0 30.0 25.0 25.0 60.0 156.0 30~178
100 119.1 33.3 38.3 33.3 33.3 76.6 201.7 61~365
125 148.3 41.6 46.6 41.6 41.6 93.2 247.5 102~640
150 177.5 50.0 55.0 50.0 50.0 110.0 293.5 165~1009
梯形量水堰
2、梯形堰的安装
梯形堰的安装与三角堰基本相同,
堰槛水平, 堰身直立, 堰板底部和两侧不
得漏水, 堰板上水尺零点应与堰槛齐平 。
为了提高量水精度, 应尽量使过堰水流为
自由流, 因此, 安装时应使堰槛高于下游
水面 ( 通过最大流量时 ) 2厘米 。
梯形量水堰
3,梯形堰的流量计算
在自由流时 ( 下游水面低于堰槛 ), 梯形量水堰的流
量可按下式计算:
Q=mBH1.5
式中,Q—— 过堰流量 ( 米 3/秒 ) ;
m—— 流量系数, 一般为 1.86,当来水流速大于
0.3米 /秒时, m=1.90;
B—— 堰槛宽度 ( 米 ) ;
H—— 过堰水深 ( 米 ) 。
为了便于应用, 根据公式可以制成单宽条件下
( B=1米 ) 梯形量水堰的水深 —— 流量关系图表, 由
测得水深从图表上查出流量数值, 再乘实际堰槛宽
度即为实际流量 。
量水喷嘴
1,量水喷嘴的构造
量水喷嘴由档板和管嘴两部分组成, 依喷嘴的形状可分正
方形, 长方形及园形三种 。 正方形, 长方形便于制作, 其构造
如图所示 。
长方形喷嘴
量水喷嘴
在构造图中:
A,B —— 管嘴入口的高和宽 ( 厘米 ) ;
a,b —— 管嘴出口的高和宽 ( 厘米 ) ;
l —— 管嘴长度 ( 厘米 ) ;
L,Y —— 档水板的宽和高 ( 厘米 ) 。
图中各部尺寸的关系:
L—— 根据渠道宽度来定;
Y—— 根据渠道水深及渠底降低高度来定 。
长方形喷嘴结构尺寸表(单位:厘米)
喷嘴
号码
出水口
高度
a
出水口
宽度
b
进水口
高度
A
进水口
宽度
B
喷嘴
长度
l
适宜
水位差
Z
适宜施测流量
Q( 升 /秒)
1 10 20 19 29 30 2~20 12~37
2 15 30 29 44 45 2~20 26~83
3 20 40 38 58 60 2~20 46~147
4 25 50 47 72 75 2~20 72~230
5 30 60 57 81 90 2~20 104~330
6 35 70 66 101 105 2~20 142~450
表中 b = 2 a A = 1.9 a l = 3 a
方形喷嘴结构尺寸表(单位:厘米)
喷嘴号码 出水口边长 a 进水口边长 A 喷嘴长 l 适宜水位差 Z 适宜施测流量 Q(升 /秒 )
1 10 19 20 2~20 6~19
2 15 29 30 2~20 13~42
3 20 38 40 3~35 23~82
4 25 48 50 3~35 36~128
5 30 57 60 3~35 52~184
6 35 67 70 3~35 71~251
7 40 76 80 3~35 93~328
表中 A = 1.9 a l = 2 a
量水喷嘴
2,量水喷嘴的设计和安装:
① 首先根据渠道过水能力在表 5-3中选择相应的喷嘴型
号, 确定管嘴各部尺寸;
② 进行渠底降低 h值的计算 。 如渠道水深不足, 未能满
足淹没孔口的要求深度时, 要把渠底降低, 降低深度 h
按下式计算:
或
式中 h —— 渠底降低深度 ( 厘米 ) ;
hk—— 渠道中最小水深 ( 厘米 ) ;
T—— 孔口至渠底的距离, 一般为 5~10厘米;
Z—— 渠中最小流量时的上, 下游水位差 ( 厘米 ) 。
③ 喷嘴安装要符合图的要求 。
ThaAh k ????? 2 10? ?ZhTAh k ????? 5
量水喷嘴
量水喷嘴
3,使用量水喷嘴必须遵守的条件:
① 上, 下游孔口必须淹没, 下游孔口淹设深度不得
少于 5厘米;
② 档水板上, 下游水位差 ( Z) 不应大于 30厘米,
亦不应小于 2厘米, 以免冲刷和淤积 。
③ 上, 下游水尺, 绘设在档板前后, 其零点均与出
水口上缘齐平 ( 用特制的分叉式水尺量测更方便 ) 。
④ 喷嘴在使用时必须安平, 渠中流量必须全部通过
管嘴, 不得有漏水现象 。
量水喷嘴
4,喷嘴的流量计算
流经喷嘴的流量公式是:
式中,Q—— 流量 ( 米 3/秒 ) ;
W—— 管嘴出口断面面积 ( 米 2) ;
M—— 流量系数, 随管嘴孔口的形式不同而
变化, 方形和长方形出口时, m=0.925;
Z—— 喷嘴上, 下游水位差 ( 米 ) 。
为了便于应用, 可以制成喷嘴的流量表, 由
观测到的水位差, 就可以直接查得流量 。
gZmwQ 2?
巴歇尔量水槽
巴歇尔量水槽
巴歇尔量水槽具有水头损失小,雍水不大,
不易淤积等特点,且量水精度高。适于渠道
比降小而渠水含沙量偏大的渠道上使用。其
不足是:巴歇尔量水槽结构较为复杂,造价
较高,安装建造,流量计算都比较烦杂。
巴歇尔量水槽一般宜做成固定式的,可用
砖石或混凝土等建成。巴歇尔量水槽由进水
段、喉道段及出水段组成,其结构如图所示。
结构尺寸都是试验确定的,在制作时可参
考巴歇尔量水槽标准尺寸表进行。(可查量
水手册)
巴歇尔量水槽的流量计算
( 1)水流为自由流时( )
( 1)
当 W= 0.5~ 1.5米范围内时,
上式可简化为:
( 2)
式中,Q— 流量(米 3/秒);
Ha— 上游水尺读数(米);
Hb— 下游水尺读书(米);
W— 喉道宽(米)。
7.0?
a
bHH
026.0569.1)
3 0 5.0(3 7 2.0
WaHWQ ?
自
57.14.2 aWHQ ?自
1026.0 ?W
巴歇尔量水槽的流量计算
( 2)水流形态为潜流时,( ),过水流量 Q潜
等于自由流时的流量值减去因潜没造成的流量改正值
ΔQ。
式中,ΔQ— 流量改正值(米 3/秒);
K— 淹没度,;
Q自 — 自由流流量(米 3/秒);
Q潜 — 潜流流量(米 3/秒)。
7.095.0 ??
a
bHH
815.0
14.357.4
8.1
0 0 7.0
3 0 5.045.28.1
07.0 W
H
H
HQ
a
b
H
H
a
b
a
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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?
?
?
?
???
?
?
???
?
??
?
QQQ ??自潜 =即
a
bHHK?
巴歇尔量水槽的流量计算
巴歇尔量水槽流量计算是相当复杂,
但只要按标准尺寸制作的巴歇尔量水槽,
都可由喉道宽 W,上游水深 Ha( 自由流 ) 或
W,Ha,( 潜流 ) 值, 由制作好的流
量表中查得相应的流量 。a
bHHK ?
利用流速仪量水
大家知道流量由流速乘过水断
面而得, 因此测流的任务关键在于
测定过水断面和平均流速 。
用流速仪测流的方法
1,选择测流河段
测流河 ( 渠 ) 段的断面应标准, 平直, 无杂草,
淤泥, 水流平顺, 无漩涡, 回流 。
2,确定测速垂线数目
测速垂线数目视渠道宽度而定, 当水面宽在 1.5~
5.0米 ( 斗, 农渠 ) 时, 可设 3~ 5条;水面宽在 5~ 15
米时 ( 干, 支渠 ), 可设 5~ 9条 。
3,测定过水断面
以测速垂线为界将整个断面划分为若干个部分小
面积,然后用皮尺量出测线的距离,并用测杆测定每条
测线的深度(水面至渠底)。施测结果绘制出测流断
面图,见下图。然后按三角形或梯形计算出每一部分
的面积 f,各部分面积的总和即为该过小断面积 F。
测定过水断面
即
? ? ? ? ? ? 665221110
621
2
1
2
1
2
1 bHHbHHbHH
fffF
??????????
???????
用流速仪测流的方法
4,测流速
① 测定测线平均流速 ( Vcpn)
角条测线上测流速的点数, 因水深而异, 当水深小于
1米时, 用一点或二点法施;当水深为 1~ 3米时用三点法
或五点法施测 。
测线平均流速可用下列公式计算
一点法,Vcp=V0.6
二点法:
三点法:
五点法:
以上各式中,V0,V0.2,V0.6,V0.8,V1.0分别表示流速
仪放在水深的 2/10,6/10,8/10处及渠底处测得的流速 。
)(21 8..02.0 VVVcp ??
)(31 8.06.02.0 VVVV cp ???
)233(101 0.18.06.02.00.0 VVVVVV cp ?????
计算流量
② 计算部分平均流速 ( Vn)
两测线之间的平均流速, 代表部分平均流速,
即:
……………………
岸边部分平均流速:
对于梯形土渠:
对于混凝土衬砌渠道,
矩形渠道:
式中 a值为 0.8~ 0.9。
当河边有不流动的死水区时,
? ?;212 21 cpcp VVV ??
? ?323 21 cpcp VVV ??
11 32 cpVV ?
11 cpaVV ?
56 2
1
cpVV ?
计算流量
5,计算部分流量
…………
6,计算断面总流量
…
6,计算断面平均流速
111 fVq ?
222 fVq ?
666 fVq ?
??? 21 qqQ
F
QV ?
6q?
利用水尺量水
在没有上述设备和仪器测流的地区, 可
直接利用在渠道内设置的水尺测流 。 利用水
尺测流应选择一段断面比较稳定, 顺直的渠
段 ( 测流渠段也可以人工衬砌, 以保证渠床
稳定断面标准 ), 在渠段内设立水尺, 利用
流速仪测定不同水位下的流量, 绘制水位流
量关系曲线, 测流时, 只要根据渠中水位测
出水尺读数, 便可查得相应的流量 。
此法, 简单易行, 群众容易掌握, 唯精
度稍差 。
观测资料的整理与分析
为了检查用水计划的执行情况, 为合
理配水, 按量收费提供依据, 并为水利
规划设计和科学研究积累资料, 需要对
观测资料进行整理和分析 。
测流资料的整理与分析, 一般包括下
列内容:
1,计算引水量
2,计算灌溉效率和灌溉模数
3,计算灌水定额和灌溉定额
4,计算水的利用系数
计算引水量
引水量的计算必须逐日进行 。
① 每日引水量等于该日各时段内引水量的总和,
即:
每一时段引水量等于该段时间与该段时间内平均流量之乘积
即,
………………
式中,W1,W2…… Wn- 1—— 时段引水量 ( 米 3) ;
t1,t2…… tn- 1—— 时间 ( 秒 ) ;
q1,q2…… qn —— 在相应时间内的流量 ( 米 3/秒 ) 。
nn WWWW ??????? 21
1211 2 t
qqW ??
2322 2 tqqW ??
111 2 ??? ?? nnnn tqqW
计算引水量
② 以全日秒数 ( 8640秒 ) 除以全日引水量便
可得出全日平均流量 。
③ 每次灌溉总引水量等于该次灌溉期内各日
引水量的总和 。
计算灌溉效率和灌溉模数
灌溉效率和灌溉模数是反映灌溉水的有效利用程度和灌
水劳动效率的指标 。
① 灌溉效率
在旱作地区灌溉效率是指渠道引水一个流量 ( 米 3/秒 )
一昼夜的灌溉面积, 可由下式计算:
② 灌溉模数
灌溉模数指渠首引水一个流量 ( 1米 3/秒 ) 可灌溉的面
积, 可由下式计算:
??
?
??
??
?? )/秒)的总水量(米米每昼夜一个流量(毛毛 渠首日平均引水流量引水天数
实际灌溉面积 33
1
8 6 4 0 0
mM
Q
AE ?
净渠净 渠首日平均引水流量引水天数
实际灌溉面积 mM 86400???? ?
计算灌区定额和灌溉定额
灌水定额和灌溉定额反映作物需水满足的程度, 灌溉
制度是否合理及灌水的质量 。
① 灌水定额
灌水定额是单位面积上灌溉一次所需的水量 。 毛灌
水定额可用下式表示:
净灌水定额可用下式表示:
② 灌溉定额
灌溉定额是作物在全生育期内单位面积上灌溉的总
水量(米 3/亩),即作物生育期内各次灌水定额的总和。
A
Wm 首毛
毛 ?
系毛净 ??? mm
计算水的利用系数
水的利用系数是灌区在输水, 配水, 灌水过程中水的有效
利用程度 。 是评价灌区渠系工程技术质量的优劣和管理水平高
低的一个重要指标 。
常用的水利用系数有:
① 渠道水利用系数
主要标志某一渠道的工程技术条件, 管理工作水平和渠道渗
漏的综合指标 。
某渠道净流量与毛流量的比值称为该渠道水利用系数 ( η渠道 ) 。
对一个渠段而言, 流经上游断面的流量 Q上 为该渠段的毛流
量, 而流经下游断面的流量 Q下 则为该渠段的净流量 。
计算水的利用系数
而对于某渠道 ( 干渠 ) 同时向数条下级渠道 ( 支渠 ) 分
水, 渠首流量为 Q0。 各下级分水流量相应为 Q1,Q2,Q3,
那么对于该渠道而言, Q0为干渠的毛流量, ( Q1+Q2+Q3)
为干渠的净流量 。 因此渠道水利用系数为:
η 渠道 一般在 0.85~ 0.9左右 。
.
0
321 Q QQQQQQQ ????? 渠道
上
下
毛
净渠道 或 ??
计算水的利用系数
②渠系水利用系数
渠系水利用系数, 反映了从渠首到农
渠的各级输配水渠道的输水损失, 和灌区
各级渠道水的利用程度 。
其值等于同时工作的各级渠道的渠道
水利用系数的乘积, 即
农斗支干渠系 ????? ????
计算水的利用系数
③ 田间水利用系数
是标志田间工程 ( 包括沟, 畦规格 ) 的技术状况和
灌水技术水平的重要指标 。
田间水利用系数为田间作物可有效利用的水量 ( 不
包括田间渗漏和田面泄水 ) 与引入田间 ( 或引入毛渠 )
水量的比值, 即:
式中,η 田 —— 田间水利用系数;
m净 —— 设计净灌水定额 ( 米 3/亩 ) ;
A—— 农渠控制的实际面积 ( 亩 ) ;
W净 —— 一次灌溉农渠放出 ( 同时进入毛渠 ) 的总
水量 ( 米 3) ;
W毛 —— 渠首引入的总水量 ( 米 3) 。
渠系毛
净
净
净
田 ?? ?
???
W
Am
W
Am
计算水的利用系数
④ 灌溉水利用系数
全灌区灌溉水利用系数 ( η 水 ) 为田间所需要
的净流量 ( 或净水量 ) 与渠首引入的流量 ( 或水量 )
之比值, 或等于渠系水利用系数和田间水利用系数
的乘积, 即:
式中,η 水 —— 灌溉水利用系数;
A—— 灌区净灌溉面积 ( 亩 ) ;
q净 —— 设计灌水率 [( 米 3/亩 ) /万亩 ] ;
Q引 —— 渠首引入水流量 ( 米 3/秒 ) ;
m净 —— 灌区净灌溉定额 ( 米 3/亩 ) ;
W毛 —— 渠首引入的总水量 ( 米 3) 。
毛
净
引
净水 W mAQ qA ?????
田渠系水 = ??? ?
谢谢大家