淺談螺桿式啟閉機與旋漿式流速儀的應用技巧

劉志莉

（甘肅省民勤縣躍進總干渠管理處，甘肅民勤733399）

距離甘肅省武威市民勤縣30 km的紅崖山水庫是亞洲最大的沙漠水庫，是一座以灌溉為主，兼顧城市防洪、城市生活和工業供水的大（2）型水庫，而躍進總干渠是紅崖山水庫向下游輸送水源的主干道，是紅崖山灌區的生命線，全長87.37 km，設計流量25 m3/s，倒梯形斷面，砼磚塊襯砌。在躍進總干渠上每一個干口修建的配水建筑物節制閘和分水閘都采用螺桿式啟閉機進行水位調節和干口分水，而每一個干口的流量測量均使用旋漿式流速儀。在長期使用螺桿式啟閉機和旋漿式流速儀的過程中，對使用螺桿式啟閉機快速將水位調節至預定控制流量的水位，再使用旋漿式流速儀快速準確測算流量的一些應用技巧進行以下論述。

1 螺桿式啟閉機調節水位的應用技巧

為達到配水目的，一般節制閘與分水閘修建在一起，組成配水閘樞紐并可兼起量水作用。總干渠向各干口分出所需流量時，節制閘阻擋部分水流，使水流進入干口分水閘，調節分水閘、控制干口流量后，這時在節制閘前形成一個閘前水位。

可以觀察閘前水位的上漲和下降調節水位，這種方法叫觀察法，運用廣泛。但啟動啟閉機調節水位只能試調，經常會出現調高或調低的情況，并且螺桿式啟閉機啟動一次要等很長時間，閘前水位才會趨于平穩。這種方法調節水位耗時過長，不能及時將水流向下游傳遞，會給下游調水造成困擾，不僅費時而且誤差大。

在長期的工作實踐中，總結出了另一種調水方法，可以稱之為經驗法。這種方法能快速將閘前水位調節至預定水位。現以民勤縣躍進總干渠某一年的冬灌、四干口為例，予以說明。

躍進總干渠冬灌時一共有一干、二干、三干、直斗、四干、東湖直斗、五干、六干、七干、雙干8個干口和2個直斗分水口。

1.1 出庫閉水時

躍進總干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量匯總：11月3日8：00出庫流量27.2 m3/s。其中一干4.2 m3/s、二干3.3 m3/s、三干6.4 m3/s、直斗0.8 m3/s、四干1.9 m3/s、五干0.7 m3/s、七干5.2 m3/s、雙干3.5 m3/s、東湖直斗1.2 m3/s。

在11月3日13：00東湖直斗需要閉水，接到水情通知如下。

水情通知：11月3日13：00（東湖注水）出庫閉水1.2 m3/s。

東湖直斗口在四干口以下，這時就要調節四干口的節制閘，以保證四干口節制閘閘前水位。四干口節制閘為兩孔閘，有兩座螺桿式啟閉機。通常把螺桿上的螺紋旋轉一圈稱為1“扣”，那么螺桿上提或下降時的螺紋數就是“扣”數。這時四干口的節制閘在保證四干口分水1.9 m3/s的控制流量下，螺桿式啟閉機的螺桿將閘門從渠底向上提起的螺紋扣數共97扣，而從四干口節制閘輸向下流的流量是：東湖直斗1.2 m3/s+五干0.7 m3/s+七干5.2 m3/s+雙干3.5 m3/s=10.6 m3/s。那么，螺桿97扣過水流量是10.6 m3/s，這時兩孔螺桿上螺紋1扣經過的水流流量是10.6 m3/s÷97扣=0.109 m3/s·扣。于是水情通知中出庫閉水1.2 m3/s就要將節制閘向下調節，螺桿式啟閉機的螺桿向下旋轉的螺紋扣數是1.2 m3/s÷0.109 m3/s·扣=11.01扣。也可以理解為出庫閉水1.2 m3/s到四干口只要將螺桿式啟閉機的螺紋下壓11扣就能保證四干口的閘前水位。然后等閘前水位恢復正常，水流平緩后，再使用流速儀準確測算流量。

1.2 出庫加水時

躍進總干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量匯總：10月25日8：00出庫流量25.5m3/s。其中一干3.4 m3/s、二干2.7 m3/s、三干6.4 m3/s、四干1.8 m3/s、五干1.9 m3/s、六干1.7 m3/s、七干4.1 m3/s、雙干3.5 m3/s。

在10月25日晚上接到水情通知：10月26日8：00七干出庫加水1.1 m3/s。

這時四干口的節制閘在保證四干口分水1.8 m3/s的控制流量下，螺桿式啟閉機的螺桿將閘門從渠底向上提起的螺紋扣數兩孔一共是112扣，而從四干口節制閘輸向下游的流量是：五干1.9 m3/s+六干1.7 m3/s+七干4.1 m3/s+雙干3.5 m3/s=11.2 m3/s。那么，螺桿112扣過水流量是11.2 m3/s，這時兩孔螺桿上螺紋1扣經過的水流流量是11.2 m3/s÷112扣=0.1 m3/s·扣。于是水情通知中出庫加水1.1 m3/s就要將節制閘向上調節，螺桿式啟閉機的螺桿向上提起的螺紋扣數是1.1 m3/s÷0.1 m3/s·扣=11扣。這時，把兩個閘孔上螺桿式啟閉機的螺紋向上旋轉11扣，讓水流向下游傳遞下去，然后等閘前水位恢復正常，水流平緩后，再使用流速儀精確測算流量。

這種方法只能近似的調節水位，因為計算螺桿螺紋的扣數時會受到許多因素的影響，比如風力大小、閘門上提與下降時水流的阻力、上游水閘傳遞流量的準確度等。但是調節水位后還要用旋漿式流速儀精確測算流量，然后對出現的誤差進行微調，所以這些因素可以忽略不計。

2 旋槳式流速儀測算流量的應用技巧

旋漿式流速儀廣泛用于農田灌溉的小渠道測流，測流步驟可以簡述為選擇斷面、確定測線；測定斷面；施測流速；計算流量。

旋漿式流速儀測流的工作原理及操作方法在很多資料中都有詳細闡述和講解，但計算流量是個難點。傳統方法是利用測量斷面、流速儀施測的起點距、水深、時間等數據，使用計算器結合流速儀計算公式和斷面面積公式將總流量在“流速儀測流流量計算表”中計算出來。

旋漿式流速儀測流的操作過程是在渠道的量水建筑物上進行，一般都在野外操作，用傳統的方法計算“流速儀測流流量計算表”中的流量，計算過程繁瑣費時又不方便，還容易出錯。

水利工程管理信息化已經成為水利發展的趨勢，信息技術與水利管理相結合可以推動水利管理成功轉型升級，也是時代發展的需要。在旋漿式流速儀測流過程中，要不斷地探索利用信息技術。如在施測流速時，可以利用隨身攜帶的手機。在手機上下載一個Excel軟件，將“流速儀測流流量計算表”中的內容填寫到Excel中，在Excel中輸入某一天的測流數據及計算公式，也就是把水深、時間和部分寬這幾個數據輸入Excel中，Excel便會自動快速計算出總流量，不用再利用計算器進行繁瑣的計算，方便實用準確率又高，信息技術帶來的便利在旋漿式流速儀測流過程中得到了運用。

3 結束語

在民勤縣紅崖山灌區螺桿式啟閉機與旋漿式流速儀的應用特別廣泛，熟練掌握螺桿式啟閉機調節水位與旋漿式流速儀測流的應用技巧，不僅提高了工作效率，而且使調節水位與水流測量工作更加準確。