荊玲
(陜西省交口抽渭灌溉管理局 陜西 渭南 714000)
抽水灌區的水量調度極為重要,直接影響著水資源有效利用和工程效益的發揮,而評判水量調度精度的標準是對口率。由于抽水灌區的供水成本遠高于自流灌區,所以抽水灌區的計量工作則顯得非常重要。這不但關系到受益單位的公平受益問題,也關系到管理單位的成本核算等一系列的經濟問題。但是流體的明渠灌溉用水計量中存在很大的不確定性,這些誤差如果能最小化,使其不形成誤差積累,則會避免造成較大的損失,實現公益事業的公平公正。
交口抽渭南干渠位于灌區渠首一級站后,渠道全長21.26km,干渠下置支渠四條,斗渠三十條,其中高引斗十七條;節制閘八座;斗門三十座,是灌區引水口最多的干渠。南干渠渠首采用巴歇爾式固定量水堰測流,干渠以內設專職調度依據流量調配各管理單位水量。多年來南干渠的水量對口率一直低于管理局測定的利用率,各級管理單位和技術部門多次會商和實測利用率現狀,但是均沒有從根本上解決渠道的利用率問題。本文主要探討交口抽渭灌區南干渠利用率低下的原因及如何提高利用率。
目前,南干渠渠首采用巴歇爾式固定量水堰進行測流,從理論上來講巴歇爾式量水堰應該屬于較為精細的明渠量水堰,但是該種量水堰對測流的條件要求十分苛刻。按照近年來南干渠實際觀測的結果分析,大多數引水時段的量水堰過流現狀不能滿足精確測量的要求。其主要問題存在于以下幾方面。
1.1.1 現行的結算標準有待探討
巴歇爾式量水堰按照現行的行業和國家標準,參考現有的資料,南干渠的量水堰應該介于標準式巴歇爾和大型巴歇爾之間,屬于非標準巴歇爾式量水堰。這種量水堰沒有成型的模型數據支持。目前在上級調度結算中,參照標準式量水手冊結算,而在結算過程中沒有考慮大型巴歇爾式量水堰的水頭范圍、流量范圍、非淹沒限、淹沒流量修正值等重要的測流數據,無意中增大了測流的誤差。所以說這種結算不能準確的反應實際的過流情況。
1.1.2 測流的環境不能準確反映實際
對于大型巴歇爾式量水堰來說,每一細部的環境變化都會對測流的精度形成損害。而按照部頒標準、行業標準來看要完全滿足精確測流,這些外部環境是必須達到的。但是在目前的現狀下剔除工程誤差,最大的誤差一項出現在,量水堰上游水流弗汝德數(Fr)的控制。所以也就形成我們普遍發現的量水堰最佳利用區間的問題,這也是巴歇爾式量水堰不推薦使用固定式的根本原因所在。而要在灌區尤其是在較大型的巴歇爾式堰檻上實現弗汝德數的標準化(0.5~0.7)幾乎沒有可能。這是形成流量誤差的另一個重要原因。
1.1.3 流量置信度的確認
按照現行的國際標準和國家行業標準,農田灌溉用水巴歇爾式測流的流量置信度為0.95,這一標準在測流儀測流等儀器測流的器具檢測過程中,被視同誤差累加,使儀器測流的實際置信度應該高于這一標準。而在南干渠的堰檻式測流中,這一重要的指標沒有得到明確或視同誤差累(加)減式處理。
1.2.1 提水站的流量確定方式問題
南干渠共涉及固定的小型提水站17座。這些提水站在過去的管理和調度過程中,多采用引水口量水堰計量,近年來,由于斗以下工程設施投資不足,多數量水堰的流態已經不支持計量工作。為保證灌溉工作的正常進行,目前的計量采用提水站站后計量。這種計量方式從以下兩個方面增大了水量損失:①增大了流程損失;②將原來應該斗以下承擔的渠道滲漏損失,由于考慮泵站運行水位而成倍的轉嫁到了渠道利用率。
1.2.2 測流環境發生了變化
交口南干渠利用的測定始于灌區開灌之初,隨后多年只是在此基礎上做過多次的校驗。近年來,隨著灌溉環境的變化,目前實際發生的灌溉和工程條件,已經于始測條件發生了很大的變化。依據灌溉科提供的始測條件,可以看出當時的利用率是在渠道通暢,用水在大流量的條件下確定的。而現情是南干渠多在中小流量下運行,為了保證各引水口能夠正常進水,必須在干渠內設置擋水建筑物以抬高水位。從而改變渠道運行要素產生雍水增加濕周,加大渠道水量損耗。
1.3.1 調節損失
南干渠在管理局的系統中,屬自流型干渠且引水口處于灌區的樞紐位置。這種渠道性質決定了它在系統中,屬于調節方便、供停迅速、損失最小的單位。在近年的供水生產中這一點也得到了充分的印證。灌季中南干渠發揮了重要的調節功能,為全局系統穩定做出了貢獻。但是這一點對于南干渠的利用率來講則是致命的打擊。造成了灌季中較多的流程,最重要的是由于流量變化的頻繁,引起的南干渠系統內的衍生損失非常巨大,往往衍生損失成倍甚至幾倍于短缺水量。
1.3.2 管理站的管理模式不利于提高渠道利用率
目前,南干渠涉及的各管理站在流量的管理上,沒有執行集中管理;除南干渠重點閘點以外,其余引水口的操作權基本都在行水干部手中,這些人既是操作者也是“銷售商”,期間能夠考慮渠道利用率問題的人寥寥無幾。最重要的是這種辦法從管理體制上講根本就無法有效的保證和制約,也非常不利于監督。這一管理漏洞產生的水量損失不可小覷。
1.3.3 由于管理不善而衍生的水量損失
由于目前各用水單位對各引水口的管理,缺乏行之有效的管理措施,導致人為因素在流量管理中不可預計的損失加大。配水調度人員在調度水量時,處于盲目和憑借經驗值估計的狀態,往往測算的流速和水位與實際發生的閘點、節點水位懸殊,意外時測算幾乎不具參照性。這給流量的精確管理造成了無法逾越的障礙,使管理不能發揮應有的作用,也因為此形成了配水調度人員心中無數,間接的造成了調度指令不科學、不合理現象,衍生了一定的水量損失。
(1)參照已有的標準型、大型兩種巴歇爾式量水堰的模型數據,實際施測南干渠量水堰的準確出流。并繪制和確定該量水堰的環境流量曲線,確定其修正系數,制定合理的量水手冊。
(2)確定合理的調節渠道對口率政策。
(3)盡量采用短時間、大流量的供水策略,提高供水水位降低因為工程因素形成的雍水現象。
(4)從管理角度重點強化提水站前渠道管理,使現有的量水設施能發揮作用。實現精確量化管理。
(5)督促各管理站盡快貫徹水權集中、調整集中的流量管理政策,減少人為損失。
(6)加強調度人員的業務技術培訓,轉變經驗法為計算法。
(7)加強流量檢查力度,配備合理的檢查人員數量,增加檢查密度。
近年來,國家對水利等基礎性行業的投資正在加大,各種新技術的應用日新月異。不遠的將來我們都會看到自動化的計量手段和措施,但是作為基層的基礎性計量手段短期內還不可能一步到位。社會的發展需要基礎性行業尤其是涉農的基礎性行業在短期內,能公平公正。農田灌溉的計量工作就包括在內。它的實質不但要保證國家財產的利益不受損害;也要保證受益人群的利益受到保護。所以渠道水的對口率實際是涉及面較大的一項工作,我們有理由認為可以把這項工作的重要性從技術層面入手上升到政治的高度。綜上所述,只要分析清楚問題所在,著手解決存在的問題,就一定能把對口率工作管理到應有的水平。陜西水利