农业灌溉用水计量方法研究
沈 波1，吉庆丰2，张玉建3，刘美华4，许 赤3
【摘 要】摘要：南通市农业灌溉基本为电灌站提水灌溉，水泵基本为中小型的混流泵。本文采用现场测试方法，系统研究根据泵站用电量计算灌溉用水量的电水转换法。对南通市中小型混流泵研究得出，电水转换法计算经验公式中的流量功率比与水泵规格无明显关系；在扬程变化幅度不大（0.5 m左右）的情况下，扬程对流量功率比的影响很小，可以忽略不计；流量功率比与装置效率关系密切，随装置效率的提高而显著增大；由实测数据得到的提水量计算经验公式具有较高精度，通过与如皋马尧泵站一个水稻灌溉周期的提水量实测数据进行比较，经验公式计算的相对误差为8.85 %，能够满足农业灌溉用水计量的要求。
【期刊名称】江苏水利 【年(卷),期】2017(000)004 【总页数】5
【关键词】农业灌溉；用水计量；电水转换法；流量功率比
1 概述
目前国内农业灌溉用水有的采用特设量水设备的方法进行直接计量，也有的不安装量水设施，利用原有的水工建筑物量水，或者利用用水定额推算、水泵用电量等数据间接估算。农业用水计量手段大致可归纳为以下几类[1-3]：一是灌溉渠系上设有各种类型的配套建筑物，如水闸、渡槽、倒虹吸、涵管、跌水等。这些建筑物的过流符合一定的量水水力学条件，即可用作量水。二是在断面稳定、没有回水影响的渠段内，设置水尺观测水位，利用率定好的水位流量关系，
求得流量，简便易行，设备费用低，容易为群众所掌握。关键是测流渠段的水流应不受下游节制闸或壅水建筑物回水的影响，如果该断面不为临界水深，往往难以判别，需通过多次过水，凭经验确定。三是采用特设量水设备测流。特设量水设备一般由行进渠槽、量水建筑物和下游段三部分组成，如量水堰、量水槽等。其通过量水建筑物主体段过水断面的科学收缩，使上下游形成一定的水位差，从而得到较为稳定的水位流量关系。但不可避免地会带来一定的水头损失，使用时应根据具体边界条件和不同的精度要求，选择相应的特设设备。四是利用水表、电磁流量计、超声波流量计等仪器自动计量。其结构简单、量测直观、计量简便，同时能累计水量。五是间接估算方法进行计量[4]，如用水定额推算、水泵用电量、耗油量数据间接估算等。此类方法各地采用较多，因量水设备配套不完善等问题无法进行直接计量的，基本上采用此类方法。 南通市农业灌溉基本是通过电灌站进行提水灌溉，水泵基本为中小型的混流泵。根据南通市的实际情况，本文采用现场测试方法，重点研究有较高精度的、根据泵站用电量计算灌溉用水量的电水转换法。
2 泵站现场测试
为了研究泵站用电量与提水量的关系，得出经济实用、具有较高精度的泵站提水量计算方法，2015年和2016年，先后对如皋市和海安县37座泵站、65台水泵进行了现场测试。 2.1 测点布置
根据南通市泵站分布情况，结合交通、研究经费等因素，最终选择如皋市搬经镇、白蒲镇、城北街道、磨头镇、九华镇和海安县墩头镇，共36座泵站63台水泵进行面上流动测试。选择如皋市磨头镇马尧泵站的2台水泵进行定点测试，
连续测量泵站一个水稻种植周期的提水量和用电量。 2.2 测试内容
（1）2015年和2016年，各安排1次面上测试工作，测量所选泵站各台水泵的几何扬程、单泵出流量、输入功率等电机运行参数。
（2）2016年，选择3个不同时间段，对如皋市磨头镇宋渡南、立新和先进3座泵站共7台水泵进行测试，测量水泵的几何扬程、单泵出流量、输入功率等电机运行参数。
（3）2016年，选择如皋市磨头镇马尧泵站的2台水泵进行定点测试，连续测量泵站在一个水稻种植周期内的提水量和用电量。 2.3 测试方法
（1）几何扬程。采用水尺测量，或者直接用钢尺量出水泵进出水池水面高差。 （2）流量。采用超声波流量计测量。选用NSBCT-2000型便携式和插入式超声波流量计。便携式超声波流量计用于面上的流动测量，插入式超声波流量计用于固定泵站的连续测量。
（3）输入功率。采用电动机经济运行测试仪测量。选用DJYC-2型电动机经济运行测试仪。 2.4 测试结果
面上泵站测试，可直接得到水泵流量、几何扬程，电动机输入功率，进一步计算出水泵装置效率。 水泵装置效率计算公式： 式中：
ρ—水的密度，取1000 kg/m3；
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