CN109029597A - 一种渠道量水装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渠道量水装置及方法，该装置布置在原渠道上，其特征在于，该装置包括拓宽渠道，所述拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区、输水管铺设区以及出水池区，输水管铺设区由一排管道组成，管道之间通过混凝土密封，其中一个管道上安置有非满管电磁流量计，输水管铺设区的管道过流面积的总和大于原渠道过流面积。本发明实现了渠道的管道化计量，通过设置多个管道，既保证了输水流量不减少，又可以缩小管道直径，小型仪表更容易安装和更换，减少仪表的费用，推广容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种渠道量水装置及方法。
背景技术
灌区是农业用水大户。目前，全国总用水量的70％为农业用水，部分缺水地区比例达到80％以上。明渠是灌区农业灌溉的主要输水工程，明渠量水是灌区量水工作的重点领域。实践中采用标准断面量水和堰槽量水较多，通常采用人工观测。然而这些量水方法受限于观测人员及现场条件，实际渠道过水时，观测人员时常未及时到现场观测记录，渠道过水变化频繁时，观测人员一日几次的观测频率无法反映过水实际，导致观测数据质量大大折扣。在开展灌区量水时，部分地区也尝试了渠道改成管道的计量方法，但是效果并不理想，主要是渠道较宽，设置的仪表通过能力远小于渠道过流要求，导致阻水，农户对此非常不满。为了解决人工观测的问题，各地也开展了自动化的设施建设工作，自动计量可以全天不间断进行监测。然而实践中，自动化监测设施损坏比例比较高，且自动化设施是封闭系统且较为复杂，出现问题时现场人员无法解决，带来了不小麻烦。另外，自动化监测设施建设和管理费用较高也是影响其推广的重要原因。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种渠道量水装置及方法，该装置能够适应渠道量水，造价经济，精度高，可应用于灌区农业用水管理的要求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种渠道量水装置，该装置布置在原渠道上，该装置包括拓宽渠道，所述拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区、输水管铺设区以及出水池区，输水管铺设区由一排管道组成，管道之间通过混凝土密封，其中一个管道上安置有非满管电磁流量计，输水管铺设区的管道过流面积的总和大于原渠道过流面积。
作为优选，所述拓宽渠道的底面和原渠道底面齐平。
作为优选，所述非满管电磁流量计位于该管道中距离管道进水口10D处，其中D为管道内径。
作为优选，所述管道的内径D为50mm～500mm。
作为优选，所述管道为PE管或钢管。
作为优选，所述管道的长度不小于其内径14倍。
作为优选，所述进水池区和出水池区的长度相等，所述进水池区和出水池区的宽度相等，进水池区的长度和宽度相等。
作为优选，还包括罩在非满管电磁流量计外的表箱。
本发明的另一目的是提供一种渠道量水方法，该方法包括如下步骤：
(1)在原渠道中选取一段顺直渠道进行拓宽改造，形成拓宽渠道，拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区、输水管铺设区以及出水池区；
(2)输水管铺设区铺设一排管道，管道之间通过混凝土密封；由公式(1)计算得到管道的数量N，
其中D为管道内径，t为扩大系数，t>1，B1为原渠道的宽度，H为原渠道内的水深；
(3)在其中一个管道内安置有非满管电磁流量计；
(4)通过公式(2)计算原渠道的流量Q：
Q＝Nq (2)
其中，q为非满管电磁流量计读取的计量值。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：通常渠道灌溉采用标准断面量水、堰槽量水，但是这些计量方法并无累积功能，当观测人员观测次数少时，水量容易“少记”。采用自动化计量时，则仪器设备建设和管护费用均较高，且维护难度大，不利于推广。本发明将渠道进行拓宽，增加过流断面宽度，降低过水深度，为设置一排管道提供条件。一排管道过水，各管道过流深度能够保持一致，从而可以选取其中一个管道安装非满管电磁流量计进行计量，那么渠道总流量等于这一计量管道流量乘以管道数量，实现了渠道计量的功能。本发明实现了渠道的管道化计量，通过设置多个管道，既保证了输水流量不减少，又可以缩小管道直径，小型仪表更容易安装和更换，减少仪表的费用，推广容易。
附图说明
图1是本发明的渠道量水装置俯视图；
图2是图1中的A-A向视图；
图中：原渠道1、进水池区2、输水管铺设区3、出水池区4、管道5。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明提供一种渠道量水装置，该装置布置在原渠道1上，该装置包括拓宽渠道，所述拓宽渠道的底面和原渠道底面齐平，为了使原渠道1和拓宽渠道之间的水流缓慢过渡，在原渠道1和拓宽渠道之间通过倒圆弧过渡；所述拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区2、输水管铺设区3以及出水池区4，输水管铺设区2由一排管道5组成，管道5之间通过混凝土密封，其中一个管道5上安置有非满管电磁流量计，非满管电磁流量计位于该管道的距离管道进水口10D处，输水管铺设区3的管道过流面积的总和大于原渠道过流面积。非满管电磁流量计外罩有表箱，起保护作用。
所述管道5采用PE管，所述管道5的内径为50mm～500mm；所述管道5的长度不小于其内径14倍。
下面描述渠道流量的具体测量方法，包括如下步骤：
(1)在原渠道1中选取一段顺直渠道进行拓宽改造，可保持底部高程、坡度不变，形成拓宽渠道，拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区2、输水管铺设区3以及出水池区4；本实施例进水池区2的长度和出水池区4的长度相等，且宽度相等，长度和宽度也相同。
(2)输水管铺设区3铺设一排管道5，管道之间通过混凝土密封，水仅从管道5通过，由公式(1)计算得到管道5的数量N，
其中D为管道内径，t为扩大系数，t>1，本实施例取t＝1.1，B1为原渠道的宽度，H为原渠道内的水深；
拓宽段渠道宽度B2为：
B2≥ND+2Nm
拓宽渠道的长度为：
L≥2B2+14D
m为管道的壁厚，拓宽渠道的长度L；为保证输水稳定，管道长度不小于管道的内径14倍。
通过以上的设计，管道直径按下式进行复核：
当上式不满足时，应增加管径，以便布设一排管道。
(3)在其中一个管道内安置有非满管电磁流量计；
(4)通过公式(2)计算原渠道的流量Q：
Q＝Nq (2)
其中，q为非满管电磁流量计读取的计量值。
原渠道上游水流首先进入进水池区，进水池区中的水流通过输水管道区的管道流入出水池区，出水池区的水流流向下游渠道。非满管电磁流量计对通过管道的水进行计量。通过本系统，实现了渠道的管道化计量，通过设置多个管道，既保证了输水流量不减少，又可以缩小管道直径，减少仪表的费用，且更容易安装。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种渠道量水装置，该装置布置在原渠道上，其特征在于，该装置包括拓宽渠道等，所述拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区、输水管铺设区以及出水池区，输水管铺设区由一排管道组成，管道之间通过混凝土密封，其中一个管道内安置有非满管电磁流量计，输水管铺设区的管道过流面积的总和大于原渠道过流面积。
2.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述拓宽渠道的底面和原渠道底面齐平。
3.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述非满管电磁流量计位于该管道中距离管道进水口10D处，其中D为管道内径。
4.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述管道的内径D为50mm～500mm。
5.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述管道为PE管或钢管。
6.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述管道的长度不小于其内径14倍。
7.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，所述进水池区和出水池区的长度相等，所述进水池区和出水池区的宽度相等，进水池区的长度和宽度相等。
8.根据权利要求1所述的一种渠道量水装置，其特征在于，还包括罩在非满管电磁流量计外的表箱。
9.一种渠道量水方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)在原渠道中选取一段顺直渠道进行拓宽改造，形成拓宽渠道，拓宽渠道划分为三个区域，依次为进水池区、输水管铺设区以及出水池区；
(2)输水管铺设区铺设一排管道，管道之间通过混凝土密封；由公式(1)计算得到管道的数量N，
其中D为管道内径，t为扩大系数，t>1，B1为原渠道的宽度，H为原渠道内的水深；
(3)在其中一个管道内安置有非满管电磁流量计；
(4)通过公式(2)计算原渠道的流量Q：
Q＝Nq (2)
其中，q为非满管电磁流量计读取的计量值。
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