刘志强 李莎莎 陈崇德

摘 要：本文以漳河水库灌区量测水发展趋势为依据，对灌区渠系与建筑物工程特点、量测水站的设置分类、量测水现状、量测水的地位和作用等进行了阐述，并分析了存在的主要问题，针对问题提出了具体意见。

关键词：漳河水库灌区;水量测量;建设实践

中图分类号：S274文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）07-0051-03

Development Trend of Measuring Water in Zhanghe Reservoir Irrigation Area

LIU Zhiqiang LI Shasha CHEN Chongde

（Hubei Zhanghe Project Administration Bureau，Jingmen Hubei 448456）

Abstract： Based on the development trend of water measurement in Zhanghe Reservoir irrigation area， this paper expounded the engineering characteristics of canal system and buildings， the setting and classification of water measurement stations， the current situation of water measurement， the status and role of water measurement， analyzed the main existing problems， and put forward specific suggestions for the problems.

Keywords： Zhanghe Reservoir irrigation area;water quantity measurement;construction practice

1 漳河水库灌区概述

漳河水库灌区位于湖北省江汉平原西部，地跨工农业生产比较发达的荆门、荆州、宜昌三市，自然面积5 543.93 km2。漳河灌区设计灌溉面积1 740 km2，渠道分为总干、干、支干、分干、支、分、斗、农和毛渠等九级，共13 990条，总长7 167.56 km。渠系上建有渡槽、隧洞及各类水闸等大小建筑物17 547座。另外，灌区内建有中、小型水库314座，塘堰81 595口，30 kW以上的电灌站432处，初步形成了以漳河水库为骨干，中、小型水利设施为基础，电灌站作为补充的大、中、小、微相结合，蓄、引、提、排互相配合的水利灌溉网。

漳河水库灌区于1966年4月基本建成投入运用，并全面发挥效益。据统计，漳河水库多年平均向灌区灌溉供水3.14×108 m3，灌区内已建成稳产高产、旱涝保收面积1 490 km2;粮食、棉花、油料产量比开灌前分别增加了3.04、1.42与14.78倍。

2 漳河水库灌区量测水现状

2.1 灌区渠系与建筑物工程特点

2.1.1 渠系布置。灌区渠系的主要布置原则是：以规划设计为依据，最大限度地做到灌溉田地多，节省投资、劳力、材料，减少水资源浪费，并在经济、安全、可靠的前提下，与灌区内其他水利设施联合起来，构成一个完整、运用灵活的大、中、小、微与蓄、引、提、排互相配合的灌溉系统，提高水利设施的灌溉保证率。

漳河水库灌区是跨流域引水的灌溉工程，灌区内需要将水引过长江一级支流沮漳河与汉江、沮漳河与新埠河的分水岭，因此，选择渠首枢纽布置形式布置引水枢纽。由于灌区内灌溉面积大，岗岭和沟溪将灌区分割为无数个区间，但是岗岭长短各异，沟溪分割的地块大小不一，因而，渠道中并非是逐级取水，越级取水较多，使渠系组合较为复杂。再加上输水渠多为岭脊线，可以从两面控制所要灌溉的土地，因而，灌区内主要灌水方式为自流灌溉。灌区内现有总干渠1条、干渠5条、支干渠2条、分干渠15条、支渠33条，流量在1～120 m3/s，由管理单位直接管理。

2.1.2 渠系建筑物。灌区的渠系建筑物分布众多，仅支渠以上各类渠系建筑物就有6 860座。

2.2 灌区量测水站的设置分类

根据灌溉管理的需要以及工程状况，全面规划，统一布置量测水站。量测水站按位置和作用的不同，可分为基本测站和辅助测站两类。

基本测站是保证灌溉工作正常进行的测站，根据职能可分为水源测站和渠首测站。

水源测站即从水库（河流）内直接取水设置的测站，其作用是计算灌溉渠道的引水量，观测水库（河流）进入渠道的流量和水位变化情况。水源测站布设在引水口下游20～100 m的平顺河段上，并且不受闸门启闭和拦水建筑物壅水的影响。

渠首测站即在下级渠道渠首设置的量测水站，作用是计算由上级渠道引入的水量，观测上、下级渠道流量和水位的变化。渠首测站一般设在下级渠道进水口以下50～200 m范围内的水流平稳渠段处。

辅助测站的布设位置依据实际需要而定。灌区内辅助测站主要有平衡测站、专用测站。

平衡测站主要是计算灌溉渠道的引水量和剩余水量，逐段确立耗水量、渠系水量损失等。平衡测站一般布置在段与段的分界线上。

专用测站主要是为观测、收集专门资料（如渠道的输水损失、糙率系数、流速、流量与冲淤关系等）而设置的，地点与数量依据情况而定。

2.3 漳河水库灌区量测水现状

供用水量统计包括漳河水库，中、小型水库，电灌站和塘堰供用水量统计，由直接管理單位按统一的表格统计填写后上报。流量测验由供用水双方共同施测，测流完毕后，双方现场签字确认，完成水量交接。现有量测水设施统计如表1所示。

量测水流的方法有流速仪测流、堰槽量水、水工建筑物测流、仪表量水和声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profilers，ADCP）量水。

2.4 量测水在漳河水库灌区的地位和作用

2.4.1 量测水在漳河水库灌区的地位。由于水资源短缺，灌区人均、公顷均径流总量分别为1 208 m3、9 705 m3，是全国人均、公顷均径流总量的45.9%、36.8%。水资源的短缺迫使灌区更加重视开源与节流的问题[1]。

计量工作虽然不是直接的节水措施，但实践证明，对于实行水的有偿使用，分析节水灌溉技术的效果和优劣，推行“污水排放总量控制制度”，检验蓄水、输水工程防渗效果，考察水管理单位的工作和管理水平等[2]，量测水是不可或缺的重要工作之一。

2.4.2 量测水在漳河水库灌区的作用。灌区量测水为农业节水灌溉、科学配水及合理利用水资源提供了可靠的计量依据，为大型灌区粮食生产起到保障作用。量测水是灌区管理的核心。加强科学管理、合理调度灌溉水资源、促进节约用水、减轻农民负担、提高灌溉水有效利用系数、降低灌溉成本、确保灌区粮食生产稳产高产与发挥灌溉工程综合效益等都与量测水有着直接关系。

量测水是计收水费的依据。只有公开、公平、公正、合理地进行供水交易，才能利用经济手段促进节水，实行定额供水，防止搭车征收水费，减轻农民负担[3]。

量测水是推进节水农业灌溉的重要手段。节水农业是未来现代农业发展的必然选择，其核心是减少水量浪费，提高水的利用效率。而灌区量测水可及时准确地测算出水源引入渠系和分配给各级渠道上用水单位的水量，并据此分析各级渠道的输水损失，为灌区的续建配套、节水改造工程以及农业生产结构调整提供依据。

合理配置水资源有利于提高粮食产量。通过量测水技术，能有效控制水量和供水时间，实现水资源合理配置，达到适时适量地实行科学灌溉，满足农作物对水的需要，提高粮食产量的目的。

3 漳河水库灌区量测水设施发展趋势

3.1 漳河水库灌区量测水技术发展历程

漳河水库灌区量测水工作大致经历了起步探索、发展和提高等阶段，尤其是1980年漳河水库灌区在全国率先试行“按田配水、计量收费”的改革，促进了灌区量测水技术设备的改造、更新，并从以干渠一级的渠道量测水为主，逐步向灌区所有渠道量测水发展，由传统的量测水技术逐步发展为机械和智能的量测水技术。近年来，逐步引入自动化分流、计量、监测及闸门自动化启闭装置，提高了分流计量的准确性和灌溉效率，提升了灌区节水成效。

3.2 漳河水库灌区量测水技术的發展趋势

量测水设施向低水头损失、低造价方向发展。支渠以下渠道量测水是今后工作的重点，且工作面广、量大。在当前农村经济欠发达的情况下，量测水设施既要符合精度要求，价格又要符合老百姓的承受能力[4]，这将是未来一段时间量测水设施的主要发展方向。

田间量测水向标准化、装配式、便携式方向发展。随着灌区节水改造工程的开展，灌区用水条件将进一步改善，田间配水渠道也将趋于标准化。因此，发展装配式、便携式量测水设备，是灌区田间量测水技术发展的必然趋势。

灌区量测水向自动化方向发展。随着计算机网络技术的发展和遥测设备的不断完善，数据传输更加便捷，量测速度不断提高，可靠性逐渐增强，为灌区量测水自动化提供了条件。因此，自动化量测水和调控必将成为灌区用水管理和决策的主流趋势。

灌区用水管理向信息化和智能化方向发展。随着科学技术的进步，灌区量测水系统将逐步与流域的水资源调配系统和管理信息系统联网，从而实现灌区输水自动量测和控制[5]。

3.3 量测水设施选择的要求

①精度要求。量测水设施的精度要求在5%以内。②经济性。量测水设备、安装、运行和维护费用等在使用者可承受的范围内。③法律法规。使用的量测水设备必须符合相关规程、规范和标准要求。④适应性。使用的量测水设备要适用于渠道内水流条件的变化。⑤记录和传输。记录瞬时流量，并通过网络实时传输至管理或决策部门。⑥运行管理。通过堰、槽量测水可以快速测定流量，无须等待下游渠道水位稳定;设备维修工作较简单;安装快速;维护方便、简单;故障排除难度较小;仪器设备易于保护;对环境的影响较小等。

3.4 漳河水库灌区量测水站网规划与建设

3.4.1 量测水站网规划。灌区需要改造、新建量测水设施统计如表2所示，根据统计结果规划量测水站网。

3.4.2 漳河水库灌区量测水站网建设。为实现漳河水库灌区9级渠道各进水闸、交接断面、分水口等的流量监测，以及配备部分流量巡测设备，漳河灌区量测水设施建设投资约需1.954 3亿元。根据投资与轻重缓急的原则，分年度逐年实施。

4 存在的主要问题及建议

4.1 存在的主要问题

第一，灌区基础设施不配套，量测水设施不足。漳河水库灌区始建于1958年，受当时条件的限制，建设标准不高，建筑物配套不全。加之经过几十年的运行，后期维护工作跟不上，使得灌区工程老化损坏现象严重。

第二，已有量测水设备设施老化严重。由于资金有限，漳河水库灌区的量测水设备设施长时间得不到维修养护，致使部分设备带病运行，导致精度、效率降低，影响量测水工作的开展。

第三，量测水设施精度不高。目前使用的大部分量测水设备都是在特定的流态和工况下才能达到较高的精度，一旦流态改变（如自由出流变成淹没出流）或工作条件变化（量测段淤积等），就会降低量测水精度。

第四，缺乏统一规范标准。在灌区量测水方面，目前尚无统一的规范性文件，给量测水技术及设备设施的推广带来一定的困难。

第五，灌区量测水设施自动化程度低。由于资金、技术等方面的影响，目前灌区自动化量测水程度较低，与灌区快速发展的需要不相适应。

第六，量测水人员的素质有待进一步提高。漳河水库灌区量测水工作人员技术水平参差不齐，缺乏掌握自动化等先进技术的工作人员，技术培训有待进一步加强。

4.2 建议

第一，充分认识灌区建设量测水设施的必要性和重大意义。量测水是漳河灌区用水管理的基础，是做好灌区水资源优化配置和现代化管理的基本手段，必须逐步加强。量测水是漳河灌区推进节水农业的重要手段。量测水是漳河灌区合理配置水资源的基础。量测水是灌区按方收费、减轻农民负担的基本条件。

第二，加强现场勘察设计和施工质量保证。量测水设施的建设与灌区续建配套、节水改造工程以及现代化节水型生态灌区建设结合起来，严格控制量测水设施的位置、占地面积和上下游工程条件，严格按规程、规范和标准施工，确保施工质量。

第三，加强宣传。供用水双方都要认识到量测水设施的重要性及其在灌溉配水调度、水费计收等方面的积极作用，并真正从中受益。

5 结语

随着国民经济的快速发展和人们生态环境意识的不断提高，对有限水资源的需求与日俱增，各用户之间的矛盾也越来越突出。与此同时，水资源的开发成本也日渐加大。在此情况下，对水资源进行有效监控与管理已越来越迫切，对灌区用水管理特别是量测水精度要求也越来越高。而要做到这些，必须依据灌区量测水提供的基础数据，因此，灌区量测水已成为灌区水资源优化配置和现代化管理的基本手段，必须逐步得到加强。

参考文献：

[1]马浩.灌区量水技术特点与信息化趋势[J].治淮，2011（8）：12-13.

[2]王宏杰.保障渭河生态基流的宝鸡峡灌区节水调控技术研究[D].西安：西北农林科技大学，2017：7-11.

[3]孙西欢，马娟娟，周义仁.灌区量水技术及其自动化[M].北京：中国水利水电出版社，2014：72-76.

[4]张军明.水库灌区量水设施应用技术比较研究[J].节水灌溉，2012（10）：69-71，74.

[5]马磊.河套灌区灌溉用水量的测量及管理系统的研究[D].呼和浩特：内蒙古科技大学，2011：10-11.