渠系水利用系數率定誤差分析與控制

邊紅彬 楊明

摘? ? 要：針對灌區新增襯砌渠道的增加，率定渠道水利用系數過程中，出現的影響系數率定的影響因素，提出誤差的來源以及采取相應措施，將誤差降低到最低程度，率定實際的渠道水利用系數，為用水管理提供可靠的數據基礎。

關鍵詞：渠系水利用系數;誤差;控制

1? 引言

為了準確地掌握襯砌渠道節水效果、混凝土渠道系數，為今后混凝土襯砌渠道提供用水參數、合理調整渠道水利用系數提供技術數據，管理局組織專人對軍干渠和徐灣分干襯砌渠道進行實測率定，成立了組織機構并進行了具體分工。結合春灌工作，多視角、全方位地對存在的問題根源或主要原因予以探究。

2? 前期準備

前期對項目組人員進行了測流相關知識的培訓，主要包括現場操作、計算和測流工作相關注意事項。繪制實驗渠段沿線各支斗渠進水口位置分布圖及原始尺寸的測流斷面圖，為后續工作的順利開展做好了準備。

3? 主要工作

3.1? 測流斷面校核

為保證測流數據準確，首先對測段斷面基本尺寸進行校核，保證基礎數據準確。對各渠道測流斷面進行了重新校核，布置測線并進行了斷面面積計算，并用水準儀進行了高程的精準測量，繪制了新的水尺，排除了影響因素。為保證測流數據準確，首先對測段斷面基本尺寸進行校核，保證基礎數據準確。

3.2? 流速儀的更新與檢定

引進新流速儀15臺，重新檢定流速儀24臺。檢定前后對流速儀都進行了比測工作，主要分組有簽定前新舊儀器比測、檢定后儀器與檢定前儀器比較、檢定后新舊儀器比較等多種組合。對結果比較，評價流速儀檢定前后對水量結果計量的影響程度。

3.3? 岸邊流速系數比對

存在沿用參考岸邊系數的情況，對岸邊流速系數進行率定。根據發現的問題，對部分分干進行了岸邊流速系數的測量工作，實測結果顯示岸邊系數大致在0.91～0.93之間，而現用系數在0.87左右，對測流結果會產生一定影響，經計算影響值占水量的1%～1.3%左右。該結果是在水位較低情況測得，最靠近起點距的部分面積較小，受影響偏小，如果水位較高時受影響程度更大。當然由于測次較少，該數據只能作為參考。

3.4? 支斗口數據比測

為保證測量數據的客觀性，采用定期、不定期、白天、夜晚對支斗口進行抽查，支斗口測流數據抽查結果顯示，在進水口不調閘的前提下，上游水位自然抽漲、用水戶用水情況的改變，都會對測流結果產生影響，不排除人為操縱下游水位等情況，工程條件越好，受影響程度越大。總體看，在不排除各個因素的影響下，項目組測得的結果絕大部分偏大。

3.5? 渠道水利用系數分析

渠道水利用系數分析采取瞬時流量法與統計法相結合的方法：瞬時流量法。采用流速儀測流法，上一級測水斷面測量后按流程下一個測水斷面再測水，根據各斷面的流量來確定渠道水利用系數。統計法。上下游測流斷面獨立測水，不受時間限制，根據一定時段（一般為渠道正常運行時段）各斷面的過水量來確定渠道水利用系數。

4? 誤差分析

4.1? 儀器的維修保養

根據流速儀檢定前與檢定后實測結果比較，流速儀的誤差對測流結果存在一定的影響。由于在用水期間，儀器檢定需要盡快完成，又不能耽誤正常的測水工作，檢定前后儀器比測次數較少，存在一定的偶然性，另外，不同種類的儀器之間比對也存在一定誤差，因此所測數據只能作為一種參考。

4.2? 測流斷面的變化影響

測流斷面變形對測流最終的數據計算結果產生很大影響，特別是拋物線形襯砌渠道，斷面變形造成了斷面面積的變化，同時也造成測線位置的改變，測線的布置與現有變形后的渠道已經不匹配，從而改變了最終的流量結果。

4.3? 各種參數的影響

①岸邊流速系數。隨著灌區續建配套工程的建設，灌區工程條件有了很大的改善。但也存在沿用參考岸邊系數的情況，這對測流結果也產生影響。②測桿對測流的影響。流速儀在測線上的放置位置與測桿拉絲長度之間的關系存在誤差;測桿底部托盤以下測桿長度的影響，一般測桿托盤以下有2-3cm長度，如果忽略了這個長度會對讀取水深、流速儀放置位置造成誤差;測流斷面渠底是否有溝槽以及其深度的校核，在貼靠放置測桿的位置，如果有伸縮縫的溝槽，要考慮溝槽的位置和深度會不會對測流結果造成影響;③測線間距對測流的影響。測線間距的校核，由于測線存在不是每年描繪都描繪的情況，有時原有測線標志存在不清晰的情況，再次描繪時有可能造成位置的偏差;另外當測橋發生變形的時候也會造成測線間距出現誤差。各個環節單獨對測流結果影響不大，但是如果此類小的誤差累積到一起，會給測流結果造成一個大的誤差。

4.4? 水位觀測影響

由于渠道全部為混凝土襯砌渠道，縮短了輸水歷時，但由于各種原因，導致水流不穩，觀測水位難度增加水位的觀測不可避免會存在一定誤差，對斷面的測流精度產生一定的影響。

4.5? 襯砌渠道對水位變化的敏感程度

混凝土襯砌渠道和土渠相比，滲漏損失小，流速快，縮短了用水周期，但對水位變化的敏感度較明顯，中間開口越多，在調度過程中水位的變化越敏感，水流狀態越不穩定，直接影響的就是測流的準確性。

4.6? 渠道工程條件影響

①無閘控制問題。賈辛莊節閘因阻水一直很少用，曹元節閘離徐灣節閘980m，只有特殊情況才使用，也就是說從軍齊口到徐灣節閘總長17km，在正常用水期間幾乎是無閘控制，稍有風吹草動對軍干及徐灣分干影響非常大，水位波動頻繁，波動幅度大，水流狀態極不穩定，各點測流精度難有保證。②渠道淤積問題。軍干渠徐灣樞紐以上，渠道淤積嚴重，淤積深度在20cm～40cm，在放水前僅僅對測段進行清淤，無形中形成了不規則的測流斷面，上下游斷面小，測流斷面大，改變了水流狀態，同時，在70天左右的放水過程中，軍干各測段都在不斷淤積，對測流精度有直接影響。軍干渠首測段及上下附近不淤積，越往下越來淤積越嚴重，形成了口上痛快，里面堵塞的局面。③沿線各支斗口工程問題。軍干各用水口，雖年年冬修，但渠道不規則，寬淺式較多，形成了口大下小的局勢，而且倒縱坡明顯，流速慢，滲漏大。

5? 影響誤差因素控制

①岸邊流速系數調整。繼續各測流斷面的岸邊流速系數的實測測量工作，并根據歷年來的岸邊流速系數實測成果，對岸邊流速系數進行調整，提高流速儀測流精度。②加強支斗渠計量。根據實際情況，改進支斗口流量數據觀測方式。為保證測量數據的客觀性，改變定時觀測的方法，實行自查與抽查的方法，摸索上游水位自然抽漲、用水戶用水情況改變等情況對測流產生的影響。杜絕人為操縱下游水位影響測流結果。③流速儀保養。加強儀器的維修保養，按照規范要求檢定流速儀，在用水期間做好流速儀的保養工作。④測流斷面校核。及時發現并修正測流斷面的變化影響。尤其是拋物線形襯砌渠道，放水前對測流斷面的變形情況進行校核，正確測算測流斷面面積。⑤參數校核。測水過程中各個環節規范操作，放水前核對各個相關參數，做到準確無誤，保證測流工作的順利進行。⑥水位觀測。各測流斷面處修建靜水井，安裝水位計，確保水位觀測方便、準確。⑦改善支斗渠工程條件。改善支斗渠的工程條件，加強浮標流速系數的率定工作，保證支斗渠測流的精度。⑧用水運行。調度人員做到用水安排的科學性、計劃性。調配水人員嚴格執行調度指令，確保用水的平穩。

6? 結束語

做到以上工作必將很大的提高渠系水利用系數率定工作的精度，客觀評價用水管理水平，為用水管理水平的提高提出科學、客觀的成長空間。

參考文獻：

[1] 張茂堂，蔣有能.渠道水有效利用系數測試研究[J].灌溉排水學報，2018（S2）.

作者簡介：

邊紅彬 （1975—）男，河北肅寧人，高級工程師，主要從事農業用水管理和水利工程管理。