Водоучет на открытой оросительной сети

Водоучет на открытой оросительной сети

Методы учета воды

Расход и сток воды можно измерять прямыми и косвенными методами.

Прямые методы измерения (объемный и весовой) применяют при контрольном замере небольших расходов воды, тарировке точных водомерных и водоучитывающих приборов.

В гидромелиоративной практике пользуются в основном косвенными методами, которые могут быть разделены на следующие группы:

методы учета, использующие принципы определения расхода воды по элементам сечения русла водотока и скорости потока (русловой метод);
методы, основанные на законах гидравлики истечения воды через отверстие или порог сооружения (гидравлический метод);
методы непосредственного измерения полного расхода воды в сечении потока (электромагнитный, ультразвуковой, и др.).

Русловой метод учета воды

Сущность руслового метода заключается в определении расхода воды непосредственно в русле потока по площади его живого сечения и средней скорости течения.

Определение расхода воды производят в следующем порядке. В выбранном створе замеряют ширину по урезу воды и разбивают вертикали для замера скоростей. При ширине канала менее 5 м принимают 3-4 вертикали, при ширине от 6 до 20 м – 5-6, при большей ширине – 7-8 вертикалей. В зависимости от глубины воды в канале на каждой вертикали замеряют 1-3 скорости. При трех точках скорости определяют на уровне 0,2; 0,6; 0,8 глубины от поверхности; при двух точках – 0,2 и 0,8 глубины, а в одной точке – на 0,6 глубины, если она не превышает 0,3 м.

Определяют среднюю скорость, затем определяют расход воды. После определения указанной зависимости, учет воды сводится лишь к замеру по рейке уровня воды Н и определению расхода Q по зависимости Q= f(H) и к периодическим контрольным замерам для проверки этой зависимости.

Участок канала, где производится замер расхода (стока) воды, должен удовлетворять следующим требованиям:

режим потока воды в этом месте должен быть характерным для возможно большего участка канала;
участок должен быть прямолинейным на протяжении (4-5)Вк (Вк – ширина канала по верху);
влияние переменного подпора от регулирующих сооружений на канале должно быть незначительным.

Русловой способ измерения расхода (стока) воды используют при учете воды на опорных постах источников орошения, на головных участках и балансовых пунктах учета магистральных и других крупных каналов, а также при тарировочных и контрольно-испытательных измерениях. Однако он очень длителен, а ошибки измерения расходов при деформации русла вследствие размыва или заиления могут достигать 10% и более.

Гидравлический метод водоучета

Учет воды гидравлическим методом производится либо с помощью имеющихся на каналах гидрометрических сооружений (подпорных, регулирующих, водовыпускных), либо с помощью специальных водомерных сооружений (устройств).

Сущность метода состоит в создании на пути потока воды с равномерным течением какого-либо препятствия (сопротивления), для преодоления которого поток затрачивает определенный напор. Измеряя этот напор и живое сечение потока, вычисляют расход воды по формуле.

Как правило, для создания условий измерения расхода прибегают к сужению потока. При использовании для этой цели уже построенных на канале гидротехнических сооружений производят их тарировку.

Тарировка гидротехнических сооружений

Метод тарировки заключается в установлении постоянной зависимости между расходами воды и основными элементами потока и сооружения. Тарировке подлежат только исправные, правильно построенные гидротехнические сооружения. Кроме того, такие сооружения должны иметь постоянный, характер истечения (подтопленное, неподтопленное, напорное, безнапорное) и плавный подход воды при отсутствии насосов.

Тарировка гидротехнических сооружений производится гидрометрическим или гидравлическим способом.

Сущность гидрометрического способа тарировки заключается в измерении расходов через сооружение при различных напорах на пороге его и затем нахождении зависимости Q=f(H), Этот способ аналогичен русловому способу водоучета в каналах, описанному выше.

Гидрометрический способ применим, однако, только в ограниченных случаях - для сооружений открытого типа с постоянным неподтопленным режимом истечения и нерегулируемых, т.е. без щитов: перепадов, быстротоков, лотков, акведуков и т.п.

Во всех остальных случаях применяется гидравлический способ тарировки, который состоит в нахождении связей между расходом через сооружение и гидравлическими параметрами этого расхода по вышеуказанным, формулам.

Задачей гидравлического способа тарировки является определение значений расходного коэффициента, который зависит как от типа сооружения и особенностей его конструкции, так и от условий истечения через него, а нередко - и от пропускаемых расходов. Каждое сооружение имеет свои индивидуальные значения этого коэффициента, поэтому принятие табличных значений при водоучете может привести к значительным ошибкам. Все остальные элементы формул легко определяются на месте путем замеров.

Как при гидрометрическом, так и при гидравлическом способе тарировки определение расходов через сооружение может производиться как с помощью гидрометрических вертушек, так и замером водомерами, устанавливаемыми в канале.

Водомерные определения проще, точнее и быстрее, однако, их удается применять только при сравнительно небольших расходах.

Водомерные устройства на оросительной сети

Применяемые водомерные устройства на открытой оросительной сети можно разделить на устройства для измерения транзитных расходов и сооружения для измерения расходов в узлах вододеления.

К первой группе относятся водосливы с тонкой стенкой (полигональные и криволинейные) и водомерные пороги.

Ко второй группе можно отнести водомерные насадки, водомерные приставки, сопротивления в трубах: кольца, диафрагма, сужения. Водомерные насадки и приставки служат для водоизмерения в каналах; сужения же и диафрагмы применяются как на каналах, так и в закрытых оросительных трубопроводах.

Источник: lib.cef.spbstu.ru