浅析水利工程中供水系统的测水

摘要：水利工程中供水系统的测水关乎着水利工作的未来发展方向，实行供水系统的科学监测，是科学用水的重要手段，也是水利系统对水资源情况进行有效监测的方法之一。对此，本文分析了测水站点的布设情况以及测水方法等。

关键词：水利工程；供水系统；测水；水位；流速；流量

对供水系统进行测水是实施供水调度的重要措施，是准确掌握引水、输水、配水情况，实现计划用水、科学用水的重要手段，也是对用水的实际情况进行有效监控的必要方法。通过测水可以及时而准确地控制各级供水系统的流量，避免配水不足或过多的现象；检查分析各种资料，为管理、设计、科研和水资源开发利用提供参考；为按用水量征收水费提供各种依据。测水内容一般可以包括水位（或压力）、流速、流量等等。

1 测水站点布设

对供水系统进行测水工作，一般应当在水源引水口首部和各级分（引）水口首部布设测水站点。管道系统的测水设备一般布设在阀门后边，与阀门的距离以不影响施工为宜。渠道系统布设各测点时，应当进行统一规划，尽可能减少测站数目，做到一站多用，节省人力和物力。

2 测水方法

管道系统的测水方法一般是在各级测点安装压力表和水表，读取读数即可以了。具体渠道系统的测水通常有以下几种方法。

2.1 利用水工建筑物进行测水

在扬水渠道上可以用扬水机械量水，利用已经建成的水工建筑物（如进行水闸门、涵洞、渡槽、倒虹吸管、跌水等），是较为经济、简便的方法，应当考虑到采用。为保证量水成果，建筑物测水应当满足以下条件：（1）建筑物本身应当尺寸正确，完整无损，无变形，不漏水，无淤积及阻塞现象；（2）调节设备完好无损，无扭曲、损坏现象，闸门边缘与闸槽能紧密吻合；（3）符合水力计算要求，水头损失不小于5cm，水流呈现潜流状态时，其潜没度（下游水深与上游水深之比值）不大于0.95。要弄清建筑物的类型、翼墙形式和水流形态，以便于选择适当的流量公式和流量系数；（4）附近建筑物引水时，对于测水建筑物无不稳定的现象。

2.2 通过实测渠道中流速，确定渠道流量

渠道的流量可由渠道断面的平均流速乘以过水断面，用流速仪器和浮标进行测定两种方法。流速测定仪器流是利用普通测量方法测定过水断面，用流速仪器测定流速，通过计算求得流量。这种方法成果精确，但是很费时，设备费用高，施测和计算复杂。利用浮标进行测流，经济简单，但精度低，当要求量水精度不高或供水期因设备条件及仪器性能等限制，不能使用流速仪器测流时，可以采用浮标测定流速。在选择测定流速渠道时，应当注意以下几个方面的要求：（1）渠段应有一定长度，一般流量应当小于1.0m3/s的渠道，渠段长度为20～50m；流量大于1.0m3/s的渠段长度为50～100m；（2）渠段平直。渠床比较规则、完整；（3）水流均匀平稳，无漩涡及回流现象；（4）渠段内无阻水的杂草、杂物及建筑物。

2.3 利用水位流量关系，确定渠道流量

凡渠床较稳定，横断面规定，纵断面顺直的渠段，在不受下游节制闸门或雍水建筑物回水影响的渠段，可以利用渠道水位流量关系确定流量。

为了提高测流的精度，最好将测流渠段用混凝土或三合土进行衬砌，并在渠段内设立水尺，水尺的零点应当与渠底平齐，然后用流速仪或浮标测算不同水位时的相应流量，绘出水位流量关系曲线，以供查用。测流时，只要读出水尺的读数，即可以在曲线上查得相应的流量。

2.4 利用特设的量水设备量水

常用的特设量水设备主要是三角形量水堰和梯形量水堰。这些设备应当安装在平直的渠段上，其过水断面的轴线与渠段的水流轴线相吻合，过水能力与渠道输水能力相适应；可以就地施工，也可以预制成装配式构件，并可以做成固定式或活动式的，以便于根据需要随时安装和拆卸。特定水量设备量水的成果比较精确，但费用较高，一般而言在没有水工建筑物或有水工建筑物而不能量水时，或是要求的量水精度超过水工建筑物量水达到的精度时，可以利用特定设备的量水设备进行量水。包括以下几个方面的进行方式：（1）三角形量水堰。这种量水堰结构简单，一般适用于小流量（0.001～2.5m3/s）和大比降的小渠道上。其结构一般是在三角形的量水堰的堰顶角一般采取90 度，缺口边为锐缘斜面朝下游，堰口两边的堰肩宽度及堰槽高度均应当大于过堰水深。三角形堰的过水能力可按一定的公式进行计算，自由出流时的下游水位低于堰口，这时可以求出过堰流量和过堰水的深度，当淹没出流时的下游水位高于堰口，而根据淹没系数以及下游水尺的读数（三角堰下游的堰上水位）和上游水尺读数（三角堰上游的堰上水深）来计算出三角堰的量水情况；（2）梯形量水堰。梯形量水堰结构简单，造价低，过流能力大，大型的可以通过的流量为0.1～10.0m3/s，小型的为0.005～0.6m3/s，适用于比降大、含沙量小的渠道。其结构为在堰面上为一上宽下窄的梯形锐缘缺口，堰口侧边通常为4：1（直：横）的斜边，斜边向下游，安装时的要求与三角堰相同。梯形堰的过水能力可以按照下列公式计算：自由出流时（下游水位低于堰槛）时可采用公式：Q＝1.86BH3/2，在这个公式中：1.86为流量系数，当来水流速大于0.3m/s时，可以取为1.9；B为堰底宽，单位为米；H为过堰水深，单位也是米。通过它可以计算出淹没出流时的水量。通过这些方法来测量供水系统中相应的水流量和供水系统的相应监测方面的内容，从而达到水资源的优化配置，并进行相应的合理用水和科学用水。

作者简介：刘彦梅（1978-），女，汉族，吉林白城人，就职于吉林省白城市水利勘测设计院，研究方向：水利工程管理。

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