农田灌区水量计量的方法和运用探讨

赵树坤

无棣县水资源综合服务中心

1 引言

在我国社会不断发展的当下，城镇化进程日渐加快，城市规模呈现出逐步扩展趋势，造成城市与工业用水量逐步增加，与农业用水呈现出矛盾态势，农业用水成为社会关注的重点。结合我国当前农业用水情况来看，大多数农田仍然使用传统灌溉的形式进行生产，此种灌溉方式虽然可以有效缓解农田干旱问题，但是很容易造成水资源大量浪费，不利于节能环保事业发展。针对此种现状来看，如何提升农田灌区用水质量、科学合理开展农田灌区水量计量，成为农田灌区管理工作的重点内容。在我国农田灌区改革创新的趋势之下，“计划用水、按方收费”已经成为农田灌区管理工作的重点改革方向，农田灌区水量计量是开展农田灌区改革工作的首要基础。为了实现农业可持续发展、节约水资源，必须要做好农田灌区水量计量工作。本文将针对农田灌区水量计量的方法和运用相关内容进行详细分析。

2 农田灌区水量计量管理现状

在我国水资源日渐紧缺的当下，农田灌区水量计量管理工作极其重要，不仅需要保障农业生产运行，而且还要实现节约水资源目标。在此种背景之下，工作人员必须要加大农田灌区水量计量工作管控，有针对性的构建出完善的管控目标，积极突破传统技术理念的制约，为我国农业发展提供强大管理支撑。结合当前社会发展情况来看，我国农村地区农田灌区水量计量工作难度较大，并且一直都沿用传统粗放式管理模式，农田灌区水量计量管理工作效率无法契合当前社会发展趋势[1]。结合当前我国农田灌区水量计量管理工作来看，存在一些问题。以蓄水灌溉工作来看，一般都是引河流干渠的手段来进行农业用水存储。在引水时需要电灌提水、闸门引水等诸多取水灌溉系统，很难在满足农业用水的基础上，实现区域水资源平衡状态。当前针对我国平原地区来说，为了确保各个农业产区都具备充足的水资源，会在平原区域构建地上渠道引入黄河水，在各个乡镇开展农田灌区水量计量工作，在灌溉实践当中进行水资源分配，以便于保障农村地区与城镇地区都具备充足水资源。针对此种储水、用水模式来说，农田灌区水量计可以有效地数据信息支撑，保障农业用水合理精准管控，为区域农业发展、水资源合理调配起到了重要作用。

3 农田灌区水量计量特点

在开展农田灌区水量计量管理工作时，主要具备以下几个特点。其一，农田灌区数量较多。农村地区的土地数量较多，为农田灌区水量计量管理工作带来了一定困难。其二，农田灌区分布数量广泛。我国农村地区农田分布特点便是数量多、分布范围广。受到地理环境、地形地貌等诸多因素的影响，灌区呈现出分散化、碎片化的方式。其三，农田灌区面积大。结合我国当前农田灌区来说，存在面积大的特点[2]。因为我国当前农业呈现出规模化发展趋势，区域总体灌溉面积不断增大。我国农田灌区单个灌溉面积较大，尤其针对大中型灌区来说，这些灌区在一定程度上为农田灌溉工作带来了一定影响，对所有灌区当中所有水源进行监测计量的难度也相对较大。结合我国当前农田灌区实际情况来看，在开展灌溉时，需要耗费大量人力物力财力资源，农田灌区水量计量管理工作难度相对较大。

4 农田灌区水量计量方法

4.1 水工建筑物

水工建筑物计量方法则是指，工作人员将水尺放在适宜的位置，等到建筑物放水之后，认真观察该位置的水位变化，并且把控出水位变化特点。随后，结合自身经验与公示，计算出流通的数量。一般情况下，在进行水工建筑物计量方法时，会引用渡槽、启闭式闸等不同建筑物进行量水。但是针对此种方式来说，虽然在测量时具备一定便捷性，但是最终计算结果很容易产生误差。

4.2 特设量水设备

一般情况下，特设量水设备会应用到无法进行水工建筑物量水环境下。特设量水设备在实际应用的过程中，需要安装在渠道的上游位置，并且保障与上游建筑物的距离，设置在与上游建筑物10cm~30cm的位置。此外，工作人员需要选择水槽、量水堰、量水喷嘴等设备进行量水操作。在进行特设量水设备量水操作时，主要会涉及以下几个设备类型。其一，量水槽。在实施灌区量水工作时，结合当前的量水槽设备来说，主要有无喉段、巴歇尔两种特设量水设备。因为特设量水设备需要结合不同地理环境与情况进行把控，无喉段设备因为具备水平槽底、矩形断面等诸多特点，所以在量水工作当中具备独特性[3]。借助无喉段设备进量水，可以切实有效地增强量水工作的精准性，并且对水头的损耗也相对较低，不会出现淤积问题。此种量水设备适用于0.003/s到56m³的浑水渠道当中。此外，该设备的过流能力，应该设计成自由出流模式，因为水流形态属于潜流状态的情况下，在进行量水时具备烦琐性，并且精准度会在一定程度降低。其二，量水堰。量水堰设备主要分成两种形式，分别是梯形、三角形。针对梯形量水堰来说，在量水施工的过程中具备造价低、成本低、结构简单等诸多优势。梯形量水堰设备在水流量相对较小的位置可以发挥出其价值，具备测量精准度高等优势，有效提升测量的精准程度，满足跌落差相对较小的渠道。针对三角形量水堰设备来说，在实际开展测量的过程中，水头损失相对较大，所以更加适合含沙量相对较大的渠道。此外，量水堰设备进行细分时，可以将其分为木板堰口与钢结构等结构[4]。量水堰设备在开展灌区量水时，必须要在量水堰设备下合理安装保障稳定性的基础混凝土。为了满足灌区测量精准性和质量，需要结合灌区的水力量特点开展量水堰设备宽窄定制，并且应该合理地进行尺标设计。其三，量水喷嘴。相比其他量水堰设备来说，量水喷嘴的结构较为简单，主要由管嘴、挡水板构成。管嘴的形状具备多样性，可以结合灌区测量的需求选择圆形管嘴、长方形管嘴、正方形管嘴。因为我国灌区存在多样化与差异化，那么在应用管嘴时，可以将圆形与长方形的管嘴应用在浅渠道当中。

4.3 自计仪表与水尺

结合当前农田灌区水量计量实际情况来看，使用自计仪表与水尺进行计量，不仅操作起来非常简单，而且具备低消耗、低成本等诸多优势，而且具备极高的工作性能。自计仪表与水尺计量工作可以用于无法应用仪器测流、水工建筑物的区域。自计仪表与水尺技术应用起来非常简单，但是最大的缺陷便是测量的精准度不高[5]。了解当前农田灌溉工作的实际情况之后，在引用自计仪表与水尺时，应该选择具备稳定性的渠道，并且在当中开展水尺安装，通过测流仪器，对不同位置的流动速度进行测量，画出对应水位流量关系曲线，有效帮助实践人员获取有效地数据信息。

5 农田灌区水量计量方法的运用策略

5.1 构建自动量水系统

在我国社会不断发展和进步的当下，实施自动量水系统设计时，应该结合区域灌区的实际测量需求，合理开展硬件自动量水系统与软件自动量水系统，确保整个自动量水系统顺利开展[6]。针对软件建设时，将电路接口、传感器设计、信号采集模块设计等内容引入到软件设计当中，保障整个自动量水系统可以高质量、动态化精准运行。此外，相关程序设计人员还应该积极掌握工程设计专业学科内容，借助C语言，实现整个自动量水系统高质量、动态化、精准化运行，强化互联网系统的把控，有效实现数据信息的传输和交互[7]。应该明确输入信号途径，并且尽量减少模数转换步骤，降低农田灌区量水压力。针对硬件系统管控时，可以结合区域量水工作的需求，合理选择纳米级数字式水位传感器，结合灌区需要水位监测的位置，制定出多个监测点，有效保障整个自动量水系统的稳定运行。在实施电路设计工作开展时，借助完善、高质量的硬件设施对量水数据信息进行采集、分析、应用，实施多路模拟开关管控工作，强化员工们对工作环境满足感[6]。

5.2 优化改进计量设备

在我国信息化技术、自动化技术不断发展和进步的当下，农业灌溉技术水平也得到了前所未有的发展，所以必须要对传统水量计量技术设备进行优化创新，切实增强量水效率，为农业发展奠定基础[8]。结合现阶段实际情况来看，量水设备类型并不多，农田灌区计量设计人员应该结合本灌区实际特点，了解灌区渠道水量，改进计量设备，并对计量技术进行优化[9]。积极引入流量遥测系统，引入自动化信息系统内容，动态化监测农田灌区水流量，有助于帮助工作人员动态化的把控水流量位置，以便于科学进行农田灌区水流量调度。引入信息化水量计量，借助此种高精度的技术手段，全面提升农田灌区水量计量效率，为合理用水、水资源节约等工作打下良好基础。

6 结束语

总而言之，农田灌区水量计量管理工作的意义重大，不仅可以实现水资源节约，而且还可以优化水资源调度，实现区域农业可持续发展。在使用农田灌区水量计量方法时，需要结合农田灌区实际情况，选择科学合理的农田灌区水量计量设备与方法。大力促进自动量水系统构建力度，优化改进计量设备，为我国农业发展打下良好基础，促进我国水资源高质量运用。