浅谈螺杆式启闭机与旋浆式流速仪的应用技巧

刘志莉

（甘肃省民勤县跃进总干渠管理处，甘肃民勤733399）

距离甘肃省武威市民勤县30 km的红崖山水库是亚洲最大的沙漠水库，是一座以灌溉为主，兼顾城市防洪、城市生活和工业供水的大（2）型水库，而跃进总干渠是红崖山水库向下游输送水源的主干道，是红崖山灌区的生命线，全长87.37 km，设计流量25 m3/s，倒梯形断面，砼砖块衬砌。在跃进总干渠上每一个干口修建的配水建筑物节制闸和分水闸都采用螺杆式启闭机进行水位调节和干口分水，而每一个干口的流量测量均使用旋浆式流速仪。在长期使用螺杆式启闭机和旋浆式流速仪的过程中，对使用螺杆式启闭机快速将水位调节至预定控制流量的水位，再使用旋浆式流速仪快速准确测算流量的一些应用技巧进行以下论述。

1 螺杆式启闭机调节水位的应用技巧

为达到配水目的，一般节制闸与分水闸修建在一起，组成配水闸枢纽并可兼起量水作用。总干渠向各干口分出所需流量时，节制闸阻挡部分水流，使水流进入干口分水闸，调节分水闸、控制干口流量后，这时在节制闸前形成一个闸前水位。

可以观察闸前水位的上涨和下降调节水位，这种方法叫观察法，运用广泛。但启动启闭机调节水位只能试调，经常会出现调高或调低的情况，并且螺杆式启闭机启动一次要等很长时间，闸前水位才会趋于平稳。这种方法调节水位耗时过长，不能及时将水流向下游传递，会给下游调水造成困扰，不仅费时而且误差大。

在长期的工作实践中，总结出了另一种调水方法，可以称之为经验法。这种方法能快速将闸前水位调节至预定水位。现以民勤县跃进总干渠某一年的冬灌、四干口为例，予以说明。

跃进总干渠冬灌时一共有一干、二干、三干、直斗、四干、东湖直斗、五干、六干、七干、双干8个干口和2个直斗分水口。

1.1 出库闭水时

跃进总干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量汇总：11月3日8：00出库流量27.2 m3/s。其中一干4.2 m3/s、二干3.3 m3/s、三干6.4 m3/s、直斗0.8 m3/s、四干1.9 m3/s、五干0.7 m3/s、七干5.2 m3/s、双干3.5 m3/s、东湖直斗1.2 m3/s。

在11月3日13：00东湖直斗需要闭水，接到水情通知如下。

水情通知：11月3日13：00（东湖注水）出库闭水1.2 m3/s。

东湖直斗口在四干口以下，这时就要调节四干口的节制闸，以保证四干口节制闸闸前水位。四干口节制闸为两孔闸，有两座螺杆式启闭机。通常把螺杆上的螺纹旋转一圈称为1“扣”，那么螺杆上提或下降时的螺纹数就是“扣”数。这时四干口的节制闸在保证四干口分水1.9 m3/s的控制流量下，螺杆式启闭机的螺杆将闸门从渠底向上提起的螺纹扣数共97扣，而从四干口节制闸输向下流的流量是：东湖直斗1.2 m3/s+五干0.7 m3/s+七干5.2 m3/s+双干3.5 m3/s=10.6 m3/s。那么，螺杆97扣过水流量是10.6 m3/s，这时两孔螺杆上螺纹1扣经过的水流流量是10.6 m3/s÷97扣=0.109 m3/s·扣。于是水情通知中出库闭水1.2 m3/s就要将节制闸向下调节，螺杆式启闭机的螺杆向下旋转的螺纹扣数是1.2 m3/s÷0.109 m3/s·扣=11.01扣。也可以理解为出库闭水1.2 m3/s到四干口只要将螺杆式启闭机的螺纹下压11扣就能保证四干口的闸前水位。然后等闸前水位恢复正常，水流平缓后，再使用流速仪准确测算流量。

1.2 出库加水时

跃进总干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量汇总：10月25日8：00出库流量25.5m3/s。其中一干3.4 m3/s、二干2.7 m3/s、三干6.4 m3/s、四干1.8 m3/s、五干1.9 m3/s、六干1.7 m3/s、七干4.1 m3/s、双干3.5 m3/s。

在10月25日晚上接到水情通知：10月26日8：00七干出库加水1.1 m3/s。

这时四干口的节制闸在保证四干口分水1.8 m3/s的控制流量下，螺杆式启闭机的螺杆将闸门从渠底向上提起的螺纹扣数两孔一共是112扣，而从四干口节制闸输向下游的流量是：五干1.9 m3/s+六干1.7 m3/s+七干4.1 m3/s+双干3.5 m3/s=11.2 m3/s。那么，螺杆112扣过水流量是11.2 m3/s，这时两孔螺杆上螺纹1扣经过的水流流量是11.2 m3/s÷112扣=0.1 m3/s·扣。于是水情通知中出库加水1.1 m3/s就要将节制闸向上调节，螺杆式启闭机的螺杆向上提起的螺纹扣数是1.1 m3/s÷0.1 m3/s·扣=11扣。这时，把两个闸孔上螺杆式启闭机的螺纹向上旋转11扣，让水流向下游传递下去，然后等闸前水位恢复正常，水流平缓后，再使用流速仪精确测算流量。

这种方法只能近似的调节水位，因为计算螺杆螺纹的扣数时会受到许多因素的影响，比如风力大小、闸门上提与下降时水流的阻力、上游水闸传递流量的准确度等。但是调节水位后还要用旋浆式流速仪精确测算流量，然后对出现的误差进行微调，所以这些因素可以忽略不计。

2 旋桨式流速仪测算流量的应用技巧

旋浆式流速仪广泛用于农田灌溉的小渠道测流，测流步骤可以简述为选择断面、确定测线；测定断面；施测流速；计算流量。

旋浆式流速仪测流的工作原理及操作方法在很多资料中都有详细阐述和讲解，但计算流量是个难点。传统方法是利用测量断面、流速仪施测的起点距、水深、时间等数据，使用计算器结合流速仪计算公式和断面面积公式将总流量在“流速仪测流流量计算表”中计算出来。

旋浆式流速仪测流的操作过程是在渠道的量水建筑物上进行，一般都在野外操作，用传统的方法计算“流速仪测流流量计算表”中的流量，计算过程繁琐费时又不方便，还容易出错。

水利工程管理信息化已经成为水利发展的趋势，信息技术与水利管理相结合可以推动水利管理成功转型升级，也是时代发展的需要。在旋浆式流速仪测流过程中，要不断地探索利用信息技术。如在施测流速时，可以利用随身携带的手机。在手机上下载一个Excel软件，将“流速仪测流流量计算表”中的内容填写到Excel中，在Excel中输入某一天的测流数据及计算公式，也就是把水深、时间和部分宽这几个数据输入Excel中，Excel便会自动快速计算出总流量，不用再利用计算器进行繁琐的计算，方便实用准确率又高，信息技术带来的便利在旋浆式流速仪测流过程中得到了运用。

3 结束语

在民勤县红崖山灌区螺杆式启闭机与旋浆式流速仪的应用特别广泛，熟练掌握螺杆式启闭机调节水位与旋浆式流速仪测流的应用技巧，不仅提高了工作效率，而且使调节水位与水流测量工作更加准确。