荆玲
(陕西省交口抽渭灌溉管理局 陕西 渭南 714000)
抽水灌区的水量调度极为重要,直接影响着水资源有效利用和工程效益的发挥,而评判水量调度精度的标准是对口率。由于抽水灌区的供水成本远高于自流灌区,所以抽水灌区的计量工作则显得非常重要。这不但关系到受益单位的公平受益问题,也关系到管理单位的成本核算等一系列的经济问题。但是流体的明渠灌溉用水计量中存在很大的不确定性,这些误差如果能最小化,使其不形成误差积累,则会避免造成较大的损失,实现公益事业的公平公正。
交口抽渭南干渠位于灌区渠首一级站后,渠道全长21.26km,干渠下置支渠四条,斗渠三十条,其中高引斗十七条;节制闸八座;斗门三十座,是灌区引水口最多的干渠。南干渠渠首采用巴歇尔式固定量水堰测流,干渠以内设专职调度依据流量调配各管理单位水量。多年来南干渠的水量对口率一直低于管理局测定的利用率,各级管理单位和技术部门多次会商和实测利用率现状,但是均没有从根本上解决渠道的利用率问题。本文主要探讨交口抽渭灌区南干渠利用率低下的原因及如何提高利用率。
目前,南干渠渠首采用巴歇尔式固定量水堰进行测流,从理论上来讲巴歇尔式量水堰应该属于较为精细的明渠量水堰,但是该种量水堰对测流的条件要求十分苛刻。按照近年来南干渠实际观测的结果分析,大多数引水时段的量水堰过流现状不能满足精确测量的要求。其主要问题存在于以下几方面。
1.1.1 现行的结算标准有待探讨
巴歇尔式量水堰按照现行的行业和国家标准,参考现有的资料,南干渠的量水堰应该介于标准式巴歇尔和大型巴歇尔之间,属于非标准巴歇尔式量水堰。这种量水堰没有成型的模型数据支持。目前在上级调度结算中,参照标准式量水手册结算,而在结算过程中没有考虑大型巴歇尔式量水堰的水头范围、流量范围、非淹没限、淹没流量修正值等重要的测流数据,无意中增大了测流的误差。所以说这种结算不能准确的反应实际的过流情况。
1.1.2 测流的环境不能准确反映实际
对于大型巴歇尔式量水堰来说,每一细部的环境变化都会对测流的精度形成损害。而按照部颁标准、行业标准来看要完全满足精确测流,这些外部环境是必须达到的。但是在目前的现状下剔除工程误差,最大的误差一项出现在,量水堰上游水流弗汝德数(Fr)的控制。所以也就形成我们普遍发现的量水堰最佳利用区间的问题,这也是巴歇尔式量水堰不推荐使用固定式的根本原因所在。而要在灌区尤其是在较大型的巴歇尔式堰槛上实现弗汝德数的标准化(0.5~0.7)几乎没有可能。这是形成流量误差的另一个重要原因。
1.1.3 流量置信度的确认
按照现行的国际标准和国家行业标准,农田灌溉用水巴歇尔式测流的流量置信度为0.95,这一标准在测流仪测流等仪器测流的器具检测过程中,被视同误差累加,使仪器测流的实际置信度应该高于这一标准。而在南干渠的堰槛式测流中,这一重要的指标没有得到明确或视同误差累(加)减式处理。
1.2.1 提水站的流量确定方式问题
南干渠共涉及固定的小型提水站17座。这些提水站在过去的管理和调度过程中,多采用引水口量水堰计量,近年来,由于斗以下工程设施投资不足,多数量水堰的流态已经不支持计量工作。为保证灌溉工作的正常进行,目前的计量采用提水站站后计量。这种计量方式从以下两个方面增大了水量损失:①增大了流程损失;②将原来应该斗以下承担的渠道渗漏损失,由于考虑泵站运行水位而成倍的转嫁到了渠道利用率。
1.2.2 测流环境发生了变化
交口南干渠利用的测定始于灌区开灌之初,随后多年只是在此基础上做过多次的校验。近年来,随着灌溉环境的变化,目前实际发生的灌溉和工程条件,已经于始测条件发生了很大的变化。依据灌溉科提供的始测条件,可以看出当时的利用率是在渠道通畅,用水在大流量的条件下确定的。而现情是南干渠多在中小流量下运行,为了保证各引水口能够正常进水,必须在干渠内设置挡水建筑物以抬高水位。从而改变渠道运行要素产生雍水增加湿周,加大渠道水量损耗。
1.3.1 调节损失
南干渠在管理局的系统中,属自流型干渠且引水口处于灌区的枢纽位置。这种渠道性质决定了它在系统中,属于调节方便、供停迅速、损失最小的单位。在近年的供水生产中这一点也得到了充分的印证。灌季中南干渠发挥了重要的调节功能,为全局系统稳定做出了贡献。但是这一点对于南干渠的利用率来讲则是致命的打击。造成了灌季中较多的流程,最重要的是由于流量变化的频繁,引起的南干渠系统内的衍生损失非常巨大,往往衍生损失成倍甚至几倍于短缺水量。
1.3.2 管理站的管理模式不利于提高渠道利用率
目前,南干渠涉及的各管理站在流量的管理上,没有执行集中管理;除南干渠重点闸点以外,其余引水口的操作权基本都在行水干部手中,这些人既是操作者也是“销售商”,期间能够考虑渠道利用率问题的人寥寥无几。最重要的是这种办法从管理体制上讲根本就无法有效的保证和制约,也非常不利于监督。这一管理漏洞产生的水量损失不可小觑。
1.3.3 由于管理不善而衍生的水量损失
由于目前各用水单位对各引水口的管理,缺乏行之有效的管理措施,导致人为因素在流量管理中不可预计的损失加大。配水调度人员在调度水量时,处于盲目和凭借经验值估计的状态,往往测算的流速和水位与实际发生的闸点、节点水位悬殊,意外时测算几乎不具参照性。这给流量的精确管理造成了无法逾越的障碍,使管理不能发挥应有的作用,也因为此形成了配水调度人员心中无数,间接的造成了调度指令不科学、不合理现象,衍生了一定的水量损失。
(1)参照已有的标准型、大型两种巴歇尔式量水堰的模型数据,实际施测南干渠量水堰的准确出流。并绘制和确定该量水堰的环境流量曲线,确定其修正系数,制定合理的量水手册。
(2)确定合理的调节渠道对口率政策。
(3)尽量采用短时间、大流量的供水策略,提高供水水位降低因为工程因素形成的雍水现象。
(4)从管理角度重点强化提水站前渠道管理,使现有的量水设施能发挥作用。实现精确量化管理。
(5)督促各管理站尽快贯彻水权集中、调整集中的流量管理政策,减少人为损失。
(6)加强调度人员的业务技术培训,转变经验法为计算法。
(7)加强流量检查力度,配备合理的检查人员数量,增加检查密度。
近年来,国家对水利等基础性行业的投资正在加大,各种新技术的应用日新月异。不远的将来我们都会看到自动化的计量手段和措施,但是作为基层的基础性计量手段短期内还不可能一步到位。社会的发展需要基础性行业尤其是涉农的基础性行业在短期内,能公平公正。农田灌溉的计量工作就包括在内。它的实质不但要保证国家财产的利益不受损害;也要保证受益人群的利益受到保护。所以渠道水的对口率实际是涉及面较大的一项工作,我们有理由认为可以把这项工作的重要性从技术层面入手上升到政治的高度。综上所述,只要分析清楚问题所在,着手解决存在的问题,就一定能把对口率工作管理到应有的水平。陕西水利