T/CIDA 0025-2024 大中型灌区量测控设施整体规划技术指南

ICS 17.120.20
CCS A 50
团体标准
T/CIDA 0025—2024
大中型灌区量测控设施整体规划技术指南
Technical guideline for overall planning of water measurementand control facilities in large and medium-sizedirrigation districts
20240425发布20240725实施
中国灌区协会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅴ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 规划原则与任务………………………………………………………………………………………… 2
4.1 基本要求……………………………………………………………………………………………… 2
4.2 规划原则……………………………………………………………………………………………… 3
4.3 规划任务……………………………………………………………………………………………… 3
5 需求分析………………………………………………………………………………………………… 4
5.1 自然社会经济情况…………………………………………………………………………………… 4
5.2 灌区用水管理情况…………………………………………………………………………………… 4
5.3 问题与需求…………………………………………………………………………………………… 4
6 量测控方法与适用条件………………………………………………………………………………… 4
6.1 一般规定……………………………………………………………………………………………… 4
6.2 流速仪………………………………………………………………………………………………… 5
6.3 水工建筑物…………………………………………………………………………………………… 5
6.4 标准断面……………………………………………………………………………………………… 6
6.5 量水堰………………………………………………………………………………………………… 6
6.6 量水槽………………………………………………………………………………………………… 6
6.7 量水仪表……………………………………………………………………………………………… 7
6.8 新型量水系统………………………………………………………………………………………… 7
7 量测控设施总体布局方法……………………………………………………………………………… 8
7.1 一般规定……………………………………………………………………………………………… 8
7.2 水量监测基本要素…………………………………………………………………………………… 8
7.3 总体布局和设施选型…………………………………………………………………………………… 9
8 量测控设施现场布局技术模式………………………………………………………………………… 11
8.1 渠道量测控设施现场布局技术模式…………………………………………………………………… 11
8.2 管道量测控设施现场布局技术模式…………………………………………………………………… 12
Ⅲ
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中国水利水电出版社
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前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的
规定起草。
本文件由中国灌溉排水发展中心提出。
本文件由中国灌区协会归口。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件起草单位:中国灌溉排水发展中心、国家水资源计量装备产业计量测试中心、浙江省水利
河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院)、宁夏水发集团有限公司、山西泵站现场测试中心、湖北
韩宇检测有限公司、中科水研科技股份有限公司、宁夏水利科学研究院、中国水利水电科学研究院、
湖北省漳河工程管理局、山东滨州引黄灌溉服务中心、湖北荆门郑家湾泵站灌区、山西运城元上
灌区。
本 文件主要起草人:谢崇宝、武前明、郝振刚、郑世宗、顾耀民、张武雄、王彩琴、谢芳、
白静、朱洁、刘春、张闻敏、雷杰、吴彩丽、刘洪玲、罗陶露、夏康平、冯天权、王谨谨、王旭、
史立红、宋冠男、王云辉、黄斌。
本文件为首次发布。
Ⅴ
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大中型灌区量测控设施整体规划技术指南
1 范围
本文件规定了大中型灌区量测控设施整体规划的规划原则与任务、需求分析、量测控方法与适用
条件、总体布局方法、现场布局模式等技术要求。
本文件适用于大中型灌区量测控设施整体规划布局、测控方法与技术选型、量测控工程设计与
建设。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适
用于本文件。
GB/T 21303 灌溉渠道系统量水规范
GB/T 28714 取水计量技术导则
SL 537 水工建筑物与堰槽测流规范
T/CIDA 0005 提水灌区用水全程量测控技术指南
T/CIDA 0014 明渠实流法流量比对现场检测规程
T/CIDA 0016 灌溉管道量水技术规范
T/CIDA 0018 灌区农业用水计量率定技术规程
3 术语和定义
GB/T 21303界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
灌区用水量测控设施 irrigation water measurement and control facilities
用于灌区用水计量和水流调控的设施与设备,包括水尺、水位计、流速仪、流量计、测流车、开
度仪、传感器、控制器、渠系建筑物、量水堰槽、测控一体化闸门等。
3.2
灌区用水量测控 irrigation water measurement and control
灌区量水、测水、控水和测控一体化设备与设施对渠系水流所施加的水量监测或水流控制行为。
量水是采用标准器对待测量对象的比较过程,测水是采用感应器对待测量对象的监测过程,控水是采
用执行器对被控对象的调控过程,测控一体化是采用控制器对被控对象的监测与调控过程。
3.3
全程量测控技术 technology of whole-process water measurement and control
一种从水源取水、渠系配水、田间用水到排水等全流程的对水流实施监测与控制的技术,主要包
括蓄水、引水、提水、输水、配水、用水和排(退)水等灌区水流全过程的监测技术和控制技术及其
相关设施的空间布局。
3.4
水资源计量装备 water resources metrological equipment
对地表水或地下水的体积或流动过程进行计量的装备,它包括单独的或连同辅助设备一起用以测
量的器具,利用该装备可获得水位、流速、流量或水量,以满足水资源精细化管理要求。
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3.5
电磁流量计 electromagnetic flowmeter
一种应用电磁感应原理,根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电体流量的仪器。
3.6
超声波流量计 supersonic flowmeter
一种利用超声波在流体中的传播特性来测量流速并自动计算流量的仪器。
3.7
箱涵式超声波流量计 box-culvert ultrasonic flowmeter
一种基于超声波测流原理的前后贯通的长方体测流仪器。
3.8
测控一体化闸门 integrated gate for water measurement and control
一种为明渠灌溉控制设计的集流量计量和水流控制为一体的水量测控设备。
3.9
轨道式测流车 rail-type current-measuring vehicle
一种基于流速面积法测流原理而开发完成的多线多点自动测流系统,是一种代替人工实现流速仪
法测流的自动化装置。该系统通常由轨道、移动测流车、定位设备、控制设备、电源、传感设备、通
信系统等硬件和计算软件系统组成。
3.10
桁架式测流车 truss flow measuring vehicle
一种基于流速面积法测流原理而开发完成的多线多点自动测流系统,是一种代替人工实现流速仪
法测流的自动化装置。该系统通常由桁架、移动测流车、定位设备、控制设备、电源、传感设备、通
信系统等硬件和计算软件系统组成。
4 规划原则与任务
4.1 基本要求
4.1.1 灌区量测控设施整体规划应与灌区建设规划或灌区续建配套与现代化改造实施方案同步编制,
可作为灌区建设规划或灌区续建配套与现代化改造实施方案的专项规划或专题章节。
4.1.2 灌区量测控设施规划水平年宜与灌区建设规划或灌区续建配套与现代化改造实施方案相一致。
4.1.3 灌区量测控设施应根据其控制规模、区域特点、渠(沟)系布局、管理服务需求,全面规划,
科学布设。
4.1.4 灌区量测控设施规划宜按灌区管理体制和管理服务需求及渠道级序逐步细化量水单元,分级
量水,整体协调推进。
4.1.5 灌区量测控设施规划应充分考虑渠道现有建筑物适应性,宜通过技术经济分析后确定改造方
案,并与渠道上下游或同级管理主体管辖范围内的量测控设施保持整体性、协调性、一致性。
4.1.6 量测控设施选择,应在满足需求的情况下优先选择渠系建筑物量水,结合渠系建筑物的更新
改造同步进行,减小水头损失,节约建设投资和运维费用。
4.1.7 渠首取水口应配备安装取水在线计量设施,并将取水计量数据实时传输到灌区管理单位或水
行政主管部门取用水管理平台。灌区不同取水规模的取水口计量设施配置要求应符合GB/T 28714的
规定。
4.1.8 灌区同一支斗渠渠系或同一基层管理单元内不同时期配置的量测控设施宜保持测流原理相同,
测量精度相当。
4.1.9 灌区管理单位应协调水文、农业等不同管理主体,加强量测成果共享互认,避免重复建设量
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测控设施。
4.1.10 灌区量测控设施应符合国家或行业技术标准规定的有关技术要求,鼓励采用新技术、新方
法、新仪器。新技术、新方法、新仪器应经过行业主管部门认定后,方可大规模推广应用。
4.1.11 灌区量测控设施的计量仪器仪表应通过国家计量法所规定的型式评价测试,应具有权威资质
部门出具的检测检验报告或相关专业协会公开发布的定点服务机构出具的性能评价报告。
4.2 规划原则
4.2.1 灌区量测控设施建设应坚持系统规划、整体布局、分步实施的原则。应结合经济技术条件和
项目安排,按照“整合已建、统筹在建、规范新建”的要求,有目标、抓重点、分批次实施,科学合
理配置量测控设施。
4.2.2 灌区量测控设施布局应坚持由上到下、先主后次、单元适度、经济实用、精度适当的原则,
并满足下列要求:
a)量测控设施宜设置在干渠渠首、支渠渠首、斗渠渠首、分水点、分界点、特定用水户接水口、
退水口等渠系关键节点和上下游水量交接处。
b)量测控设施宜设置在灌溉管道进口处、灌溉管道的分水点、用水户的取水点。
c)量测控设施宜从水源开始,干、支、斗、农逐级延伸,优先保证行政边界和水量配置边界等
管理权分界点的水量计量。
d)应满足灌区水量优化配置、农业水价综合改革和数字灌区建设要求。
4.2.3 灌区量测控设施选型应遵循因地制宜、经济合理、先进实用的原则。应综合考虑量水精度要
求、水头损失、测流范围、水力条件、现场环境及造价成本等要素,统筹兼顾准确度、适应性、便捷
性、灵敏度、抗干扰等要求。
4.2.4 灌区量水系统精度应以满足实际需求为原则,并满足下列要求:
a)应综合考虑空间位置、输水时长、水量大小等因素合理确定。
b)上游量测控设施的计量精度不宜低于下游设施的计量精度。
c)水量交接、水费结算、特定用水户或特定用水单元的水量监测点的水量计量精度应不低于相
应区域的量测控设施计量精度。
d)过水时间较长的量测控设施的计量精度不宜低于过水时间较短的设施计量精度。
e)过水流量或水量较大的量测控设施的计量精度不宜低于过水流量或水量较小的设施计量精度。
4.3 规划任务
4.3.1 应按照灌区实际需求和现代化灌区建设目标要求,合理确定灌区量测控设施规划目标,明确
规划任务。
4.3.2 灌区量测控设施规划分区宜根据灌区自然条件、社会经济条件和灌溉发展情况,考虑灌区地
形条件、工程布局、灌水方式、管理体制等因素合理确定。
4.3.3 灌区量测控设施规划内容宜包括水位、流速、流量等测量点布置、测量方法、设备选型与安
装等任务。具备条件的灌区可以根据需求,对水质、水温、土壤墒情等进行同步监测。
4.3.4 灌区量测控设施规划布局应满足灌区水量配置、灌溉供水服务精细化管理、灌区用水总量控
制和定额管理等要求。
4.3.5 灌区量测控设施规划应注重建管并重,按照选定的量水方法和量水设备,建立完善的安装、
操作、审验、管理制度。
4.3.6 灌区量测控设施规划应从防护措施配套、网络安全保障、宣传培训等方面明确量测控设施安
全防护措施。
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5 需求分析
5.1 自然社会经济情况
5.1.1 应调查了解灌区所在区域自然地理、地形地貌、土壤地质情况,收集灌区内温度、湿度、风
速、降水量、蒸发量、日照时数等资料,分析其要素特征和年内变化情况。
5.1.2 应调查了解灌区电力、通信、交通等基础设施配套情况及社会经济整体发展状况。
5.1.3 应调查了解不同时段农业、工业、生活及生态环境用水需求特点,取水量、用水量、排(退)
水量、地下水开采量、水体泥沙含量、漂浮物、浮冰等情况。
5.2 灌区用水管理情况
5.2.1 应调查了解灌区管理体制、不同责任主体管理范围、主要灌溉方式,农业水价综合改革、水
资源管理总量控制与定额管理、灌区水权确立与交易等情况。
5.2.2 应调查了解灌区内渠系及渠系建筑物空间布局特点,渠道及渠系建筑物配套情况、各级渠道
纵坡、运行水位、渠道设计流量、水流流态、渠道冲刷及淤积等情况。
5.2.3 应调查了解灌区管理单位、用水户等不同主体对量测控设施需求情况,调查了解灌区常用量
测水方法及实际运行效果。
5.2.4 应调查了解不同量测控设施安装及运行维护情况。
5.3 问题与需求
5.3.1 应归纳总结灌区量水设施建设现状、分析存在问题、剖析形成原因。
5.3.2 灌区现状量测控设施计量功能或精度不能满足灌区管理需要时,宜经评估后进行更新改造。
输水明渠量水设施应按照T/CIDA 0014的规定进行比对检测。
5.3.3 应按照灌区续建配套与现代化改造和数字灌区建设要求,从水资源监测、灌溉用水优化配置、
水资源高效利用、水费计收等角度,结合灌区量水设施现状和技术经济条件,分析确定不同规划水平
年灌区量测控设施发展目标和建设需求。
6 量测控方法与适用条件
6.1 一般规定
6.1.1 灌区量测控设施方法选择宜分门别类确立。
6.1.2 量测控设施选择与配置应满足“量测是基础,控制是手段,优化配置是目标”的基本要求。
6.1.3 量测方法选择应考虑测量精度、水头损失、测流范围、抗干扰性、设施造价、测量便捷性及
管护成本等因素,并满足下列要求:
a)灌区量测宜选用流速仪法、水工建筑物、标准断面、量水堰、量水槽、量水仪表等方法。
b)明渠流量监测应符合GB/T 21303的规定。
c)管道流量监测应符合T/CIDA 0016的规定。
d)流速仪、标准断面、量水仪表等测流应符合GB/T 21303的规定。
e)水工建筑物、量水堰、量水槽等测流应符合GB/T 21303和SL 537的规定。
6.1.4 量测设施选型可采用数理统计或其他方法将定性问题定量化,对不同量测设施进行排序,提
高选型决策水平。
6.1.5 灌区量水方法或设备选择满足下列条件:
a)量水设施的量测范围应与渠道运行期流量变化幅度相适应,改造工程应进行水力复核,不宜
改变原有渠道过流能力。
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b)应选择与现场水质、泥沙、水温、漂浮物等条件相适应的量水设施。
c)量测精度以满足实际需求为宜,流量测量允许不确定度宜为±5%。
d)平原灌区应优先选择水头损失小的量水设施。
6.1.6 量水方法按照下列顺序进行选择:
a)满足水力条件的量水测站,应优先选择渠系建筑物量水方法。
b)渠系建筑物不能满足量水精度等要求的渠段,附近也无渠系建筑物可用于水量计量,宜比较
选用设置标准断面或量水堰槽等方法。
c)设计流量较大、允许水头损失小或量测精度要求较高的渠首测站,应采用标准断面法或流速
仪量水法。
d)小型渠道宜根据渠道纵坡、水流含沙量等情况选用标准断面、量水堰、量水槽等开展量测。
e)经济条件较好和流量监测实时性要求较高的灌区,可采用声学多普勒流速剖面仪、轨道式测
流车、桁架式测流车、超声波流量计、电磁流量计等方法开展量测。
f)量测水设备的校准率定位置,应根据灌区的具体情况结合工程设计同步完成,并设置校准率
定周期,确保量测水设备的计量准确性。
6.1.7 不同量水方法应按GB/T 21303和T/CIDA 0018的相关要求定期进行检定检验或现场率定校
准。作为标准器的设备或测试方法的精度不应低于被检设施或设备的精度。
6.2 流速仪
6.2.1 流速仪宜用于要求水头损失小、易受下游水位影响的干渠、支渠等渠道量水。
6.2.2 流速仪易受泥沙冲击及杂物缠绕而失准,应定期进行率定。
6.2.3 流速仪量水适用下列条件:
a)测水渠段平直,水流均匀,无旋涡及回水影响。
b)纵横断面比较规则、稳定,测流断面与水流方向垂直。
c)测流断面在建筑物下游时,不应受建筑物泄流的影响。
d)在不规则的土渠测流时,应将测流渠段衬砌成规则的标准段。
6.3 水工建筑物
6.3.1 常用的量水建筑物有涵闸、倒虹吸、跌水(陡坡)、渡槽等渠系建筑物,配以水位传感器、闸
门开度仪及数据采集系统,可实现对过闸水量的自动监测。
6.3.2 水工建筑物量水适合于利用现有的配套标准较高的渠系建筑物或结合新建的渠系建筑物开展,
适合于渠首及干、支渠的量水。
6.3.3 水工建筑物量水适用下列条件:
a)建筑物本身完整无损,无变形、剥蚀或渗水。
b)调节设备良好,启闭设备完整,闸门无歪斜,无损坏,无扭曲变形,闸门边缘与闸槽吻合紧
密,不漏水。
c)建筑物前后、闸孔或闸槽中无泥沙淤积及杂物阻水。
d)符合水力计算要求。建筑物上游(或闸前)、下游(或闸后)水位差应大于5cm。水流呈淹没
流状态时,其淹没度应不大于0.9。
e)侧面引水时,水流流速应小于0.7m/s,平稳流入建筑物;正面引水时,水流应对称进入建
筑物。
f)利用多孔建筑物量水时,各孔宽度及高程应一致,闸门提升高度应一致。
g)采用水工建筑物量水应注意水尺安装位置、水流形态鉴别、流量公式选择等关键环节,并应
率定其流量系数。
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6.4 标准断面
6.4.1 标准断面量水渠段应保证上下游渠道顺直、渠床稳定坚固、水流平稳、无冲刷或淤积现象,
且不受下游建筑物回水影响。
6.4.2 标准断面量水适用下列条件:
a)量水渠段长度应大于20倍渠段的最大水深。
b)土渠应采用衬砌工程措施,防止测流断面冲刷变形。
c)测流断面处应设置固定水尺观测水位,宜采用流速仪法建立稳定的水位流量关系曲线或关系
式,并定期进行校核与修正。
d)水位宜采用静压井的方式观测,配合水位自动传感设备可实现自动监测。
6.5 量水堰
6.5.1 量水堰宜作为实验室和野外率定其他量水设施的量水工具,固定式量水堰应考虑配备冲沙或
冲於设施。
6.5.2 水流泥沙较多,不宜选择量水堰等容易导致渠道淤积的量水设备。
6.5.3 量水堰适用下列条件:
a)量水堰应设置于顺直渠段,渠床稳定坚固、水流平稳、无冲刷和淤积现象,且不受下游建筑
物回水影响。
b)渠段长度应大于渠宽的5~15倍,行近渠内水流弗劳德数Fr 不应大于0.5。
c)水头观测断面上游和量水堰槽下游的顺直渠段长度应大于渠道最大水面宽度的5倍。
d)量水堰产生的水位壅高应保证渠段上游安全及正常运行。上游行近渠段壅水高度不应影响进
水口的正常引水和渠道安全超高。
e)测流断面处应设置固定水尺观测水位。
6.6 量水槽
6.6.1 量水槽宜采用巴歇尔量水槽、无喉道量水槽、长喉道量水槽、文丘里量水槽、机翼型量水槽、
圆柱形量水槽等。
6.6.2 量水槽建造时应严格按照标准尺寸修建,不应改变或按比例缩放标准设计中给定的尺寸,对
于尺寸小的巴歇尔量水槽宜进行标准化生产。
6.6.3 巴歇尔量水槽适宜在流量变幅大的渠道上应用,水流流态应设计成自由流,使上下游水尺读
数比值小于0.7。
6.6.4 无喉道量水槽应按现场条件选用,宜在大中型渠道不易壅水的条件下使用。
6.6.5 长喉道量水槽宜用于支渠及以下渠段流量较小、水头损失较低的渠道量水。
6.6.6 文丘里量水槽可用于缓坡降渠道,宜在平原灌区缓坡降的末级渠道上推广应用。
6.6.7 机翼型量水槽宜用于U 形渠道。
6.6.8 圆柱形量水槽可做成固定式也可做成移动式,适用于对称的矩形、梯形、U 形断面渠道。
6.6.9 量水槽适用下列条件:
a)量水槽应设置于顺直渠段,上游行近渠段壅水高度不应影响进水口的正常引水。
b)量水槽长度应大于渠宽的5~15倍。行近渠内水流弗劳德数Fr 不应大于0.5。
c)槽体表面平滑,轴线应与渠道轴线一致,不应出现偏流。
d)量水槽上游不应淤积,下游不应冲刷。
e)量水槽产生的水位壅高应保证渠段上游安全及正常运行。
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6.7 量水仪表
6.7.1 量水仪表主要包括水位计、流速仪和流量计。
6.7.2 水位计主要包括浮子式、压力式、超声波式、雷达式等,宜根据下列各种水位计的结构、稳
定性、使用方便程度等进行选择:
a)浮子式水位计利用浮球作为传感器,结构简单,性能稳定,工作可靠,使用及维修方便。
b)压力式水位计采用压敏元件作为传感器,根据压力与水深成正比关系制作而成,灵敏度高,
精度等级高,体积小巧,便于安装、投放。
c)超声波水位计为非接触式水位量测装置,耐腐蚀,不受淤积影响,但精度受气候、波浪等外
界因素影响,存在一定的测量盲区。
d)雷达式水位计为非接触式水位量测装置,不受温度、风、蒸汽等因素的影响,安装、使用、
维护方便。
6.7.3 流速仪宜用于渠道断面流量监测,包括旋桨式流速仪、轨道式测流车、桁架式测流车、超声
波流速仪、雷达流速仪和电磁流速仪。
6.7.4 流量计宜用于管道流量监测,主要包括电磁流量计和超声波流量计。超声波流量计对使用环
境有一定的要求,在大流速、高含沙量时流量测量准确性、稳定性较差。
6.7.5 量水仪表适用下列条件:
a)仪表量水应满足国家相关标准规定的技术指标与精度要求,应具备可靠的防干扰和防雷电要
求,各类流量计适用条件见表1。
b)地表水源灌区,渠首涵管直径较大,取水口计量设施宜采用超声波流量计。对测量准确度要
求较高的宜采用电磁管道流量计。
c)建设年代较早的灌区,涵管管道老旧、结垢、材质疏松、锈蚀严重,为保障较好的测量精度
和测量稳定性,宜采用管段式或插入式超声波流量计。
d)管灌、喷灌、微灌等田间量水宜采用超声波流量计、电磁流量计或机械式水表等设备,输水
管道等宜采用管道流量计。
表1 管道流量测量仪器及其适用条件
序号仪 器
适 用 条 件
管流类别管径流速、流量水质、水温
1 电磁管道流量计满管D <3000mm 流速0~10m/s 不限
2 声学多普勒管道
流量计
满管或
非满管
不限,主要用于部分
大型管道
流速可大于5m/s 不宜用于净水
3 声学时差管道
流量计
满管
插入式:D ≥300mm;
外夹式:D ≥100mm 流速可大于5m/s 不限
4 水表满管D <500mm 适用于小流量测量净水、常温
5 农用水表满管D <500mm 流速0.1~2.5m/s 不限(可有夹带物)、常温
6 电子远传水表满管D <500mm 小流量测量净水、常温
6.8 新型量水系统
6.8.1 箱涵式超声波流量计适宜于明渠用水计量,测量断面应不淤积,渠道水面宽不宜超过3m。
6.8.2 轨道式测流车系统适宜于大断面明渠用水计量,流速不宜超过3m/s,渠道水面宽宜大于5m,
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不宜超过60m。
6.8.3 桁架式测流车系统适宜于大断面明渠用水计量,适宜流速范围广和流速大,流速宜为3~
8m/s,渠道水面宽不宜小于10m。
7 量测控设施总体布局方法
7.1 一般规定
7.1.1 灌区量水单元划分应结合灌区管理职责和用水户取用水特征,经技术经济比较,合理确定量
水单元大小。
7.1.2 灌区最小量水单元划分应考虑水资源精细化管理要求、水管理服务水平和水费征收机制等条
件,结合用水管理与服务实际需求,因地制宜划分最小量水单元。暂不具备精细化管理条件的灌区,
可适当放大量水单元,量水单元内部不同主体用水量可经水量平衡分析后,按照实际灌溉面积或灌溉
时间进行分摊。
7.1.3 应优先选择没有泥沙淤积的渠段布置量测水设施。当存在泥沙淤积风险时,应优先选择流速
面积法实施测流。
7.1.4 布置量测水设施时,测流断面应选择在测流渠段的中间偏下游处,与渠道水流方向垂直。
7.1.5 测流渠段不宜选取在水工建筑物上游,如因条件限制,测流渠段只能选取在水工建筑物上游
时,顺直渠段的长度应大于渠道最大流量时水面宽度的5倍。当测流渠段选取在取水建筑物下游时,
应避开建筑物水流波动的影响。
7.1.6 新建或改造建筑物时,量测控设施宜与渠系建筑物结合设置,宜同时设计、同时施工、同时
验收。不具备条件或不能满足布设要求时应单独布置量测控设施。
7.1.7 具备条件的灌区量测控设施应满足灌区信息化及数字化建设管理的要求,实现水位、流速、
流量等数据自动采集和传输。
7.1.8 提水灌区可按照T/CIDA 0005相关要求采用全渠道控制系统将所有闸门集成在一个网络中,
通过计算机和通信网络实现灌溉区域的输配水自动化,对整个渠系网络进行全局控制。
7.1.9 灌区量测控设施宜设置在交通、电力、通信较为便利的位置。
7.2 水量监测基本要素
7.2.1 水位测量
7.2.1.1 水位测量应符合GB/T 21303的规定。
7.2.1.2 水位测量点应选在断面规整、水流平顺、渠底无淤积的渠段。
7.2.1.3 水位测量点布置数量和位置应满足流量测算要求。
7.2.1.4 利用渠系建筑物量水时,水位测量点宜布置在建筑物上游,距离建筑物3~4倍最大水
头处。
7.2.1.5 水位测量宜采用自动量测方法,人工测量宜作为自动量测的校核方法或补充方法。水位测
量可采用浮子、压力、超声波、雷达、激光等传感设备或水尺监测水位。
7.2.1.6 大型渠道或者监测断面水位不稳定的渠段,宜在渠旁设置静水井,通过连通管引水入井,
通过监测静水井水位获得渠道水位。
7.2.1.7 浮子式水位计适用于泥沙淤积小、测井内不结冰、现场有干扰的环境;压力式水位计适用
于不宜建测井或不易建设观测建筑物的环境,其压力膜片透水孔不应淤积。
7.2.1.8 超声波、雷达、激光等受外界环境和水面波动影响较大,应有温湿度或风速风向等环境补
偿装置。
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7.2.2 流速测量
7.2.2.1 流速测量应符合GB/T 21303的规定。
7.2.2.2 流速测量点应布置在水流平顺处,不应设在淤泥严重、水草丛生或杂物较多处。
7.2.2.3 流速测量点布置数量和位置应满足流量测算要求。
7.2.2.4 流速测量宜采用专用测桥或缆道,可充分利用满足测流条件的跨越渠道的桥梁等。
7.2.2.5 流速测量可通过采用多点多线流速测量来综合反映断面平均流速。流速仪主要包括转子式
流速仪、电磁式流速仪、超声波时差法流速仪、声学多普勒流速仪等。
7.2.2.6 流速多点同时监测或自动完成多点流速监测宜采用特定的设备或监测系统,主要包括框架
式流速仪法、轨道式测流车、桁架式测流车、雷达表面流速监测系统等。
7.2.3 流量测量
7.2.3.1 流量监测点应布置在水流平顺处,宜采用“前十后五”的原则。
7.2.3.2 流量测量点布置数量和位置应满足灌区配水及管理服务要求。
7.2.3.3 灌区明渠流量测量宜采用流速仪法、标准断面法、水工建筑物法、量水槽法、量水堰法、
箱涵式超声波测流设备、管涵式超声波测流设备等。
7.2.3.4 灌区管道流量监测宜采用超声波流量计和电磁流量计,管道输水灌溉系统量水设施应符合
T/CIDA 0016的规定。
7.2.3.5 丰水地区,小型提水泵站可采用“以电折水”方式开展流量监测。
7.2.3.6 需要同步完成流量监测与控制的监测点,满足水力测流条件,可选择测控一体化闸门测流,
包括但不限于堰槽式、箱涵式、管涵式、底升式、活页式、弧底式、卷帘式测控一体化闸门等。
7.3 总体布局和设施选型
7.3.1 总体布局和设施选型宜综合考虑量测控设施功能定位、渠道级序、地形渠势、供水方式、水
质环境和发展进程等因素。
7.3.2 总体布局和设施选型满足下列功能定位要求:
a)涉及不同管理主体的水量交接站、渠首测站、分水测站以及工业、生活用水等测站宜采用量
水精度较高的量测方法。同一管理主体范围内、不涉及水量交接的配水测站、支斗渠进水口
测站等可采用一些经济实用的量测方法。
b)渠首测站:自流引水灌区,渠首测站宜设置在渠段顺直、水流平稳处,可与引水闸结合设置,
宜采用流速仪、流量计或建筑物测流。提水灌区,泵站前池、过流管道及出水池宜全部监测,
水泵提水流量宜采用仪表量水,可采用超声波流量计、电磁流量计、水表量水。以地下水为
水源的灌区,应以单井为单元采用仪表量水,宜具备数据远传功能。
c)配水测站:宜设在闸后或干支渠等各级骨干输配水渠道的配水闸下游50~100m 水流平稳的
渠段上,宜采用水位流量关系法或量水仪表量水。
d)分水测站:宜设在闸后或斗渠及以下小型渠道渠首以下30~50m 处的水流平稳渠段上,宜采
用量水堰、量水槽或具有测流功能的分水闸量水。
e)退(排)水口测站:具有退水功能的灌溉渠道系统末端、退水闸及排水沟渠应设置量水测站,
观测退水量。退水处量水测站形式选择应重点考虑含沙量、漂浮物,下游壅水等影响因素,
宜采用渠系建筑物量水。
f) 专用测站:为观测、收集专门资料如渠道或管道的输水损失、糙率、含沙量等,可在满足需
求条件的位置增设专用测站。专用测站宜利用已有测站及渠系建筑物进行量水,特殊需求可
据实设立。
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g)非农取水口测站:灌区内工业或生活用水取水处应设置测站,测站应设在取水泵站或管道上
或专门供水的渠道上,宜采用仪表量水,可采用超声波流量计、电磁流量计、水表量水或量
水堰槽量水。
7.3.3 总体布局与设施选型满足下列渠道级序要求:
a)干渠、支渠和斗渠宜在闸后渠段顺直、水流平稳处设立水量监测站。
b)干渠及分干渠,主要完成灌区上下级水权分配、灌溉水量配置,宜采用流速仪法、水工建筑
物法、标准断面法量水,数据应能够自动记录与传输。
c)支渠及斗渠,主要完成水量配置功能,对规则的衬砌渠道宜采用标准断面量水,对不规则的
衬砌渠道或土渠宜采用水头损失小的水工建筑物或量水堰槽量水。
d)斗渠及农渠,可选择施工质量好,水流平稳无干扰的渠段作为量测渠段,以该渠段断面为标
准断面,由量水仪直接量测过水流量及累计流量。也可选择适宜的渠段,按GB/T 21303的
相关要求设计建造长喉道量水槽量水。
e)特定用水单元宜采用仪表量水。灌区用水户可划分为农户、用水户协会、农业集体经济组织
等直接用水户,也可划分为乡镇、村集体等间接用水户。每一计量单元可采用超声波流量计、
电磁流量计、水表或量水堰槽等方法量水。
f) 量测控设施建设宜与所在渠道同步展开。对于干渠和支渠量水,应结合分水闸、节制闸的改
造同步开展,形成技术上先进的自动量测系统。对于斗渠和农渠量水,应充分考虑建设投入
和实现自动化量水的可行性,因地制宜选择适宜的量水方法。斗渠及农渠量水建筑物宜与渠
道防渗工程同步施工。
7.3.4 总体布局与设施选型满足下列地形地势要求:
a)量测控设施总体布局应区分地形地貌和渠道纵坡科学规划。平原灌区、末级渠系等宜采用水
头损失小的量水设施,丘陵灌区可采用水头损失大的量水设施与方法。
b)量测控设施具体实施应不妨碍渠道加大流量的通过,应不减少控制灌溉面积。平原灌区量水
设施造成的水头损失应小于10~15cm 且不应造成控制灌溉面积的大幅减少,山丘区灌区量
水设施水头损失可适当放宽。
c)平原灌区可通过适当加大量水建筑物的过水断面来减小水头损失,但对小流量通过宽浅渠道
的量水方法及技术设施选择应进行综合比较。
7.3.5 总体布局与设施选型满足下列供水方式要求:
a)量测控设施规划布局应考虑灌溉渠道不同供水方式,针对灌区轮灌、续灌等不同供水方式,
可因地制宜科学选择不同类型的量测控设施。
b)续灌渠道可选择较高精度的量水方法及量水设施。
c)轮灌渠道可选择精度相对较低的量水方法及量水设施。
d)可行情况下,下级轮灌渠道可不重复设置量水设施,以上级渠道不同时段水量监测数据平衡
分析得出本级渠道水量数据。
7.3.6 总体布局与设施选型满足下列水质环境要求:
a)量测控设施总体布局应考虑输水水质,含沙量较大的灌区宜采用流速仪法、轨道式测流车、
桁架式测流车、水工建筑物、量水槽等量水方法。量水建筑物设计时应复核中小水位时水流
的挟沙能力。
b)漂浮物较多的灌区,宜采用上游斜坡与渠底相连的宽顶堰或量水槽进行量水,当采用薄壁堰
和孔口出流式建筑物应在上游适当位置设置拦污栅。
c)寒区灌区,可采用水工建筑物、量水槽、量水堰测流,冬季输配水时应将量测控设备上的流
冰清除,同时应检查水位测井的进水管是否被冰堵塞。必要情况下,宜对测流设施采取防冻
措施。
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7.3.7 总体布局与设施选型满足下列发展进程要求:
a)对已完成或正在进行的续建配套和现代化改造灌区,水力条件满足量水要求时,宜选择水工
建筑物量水。
b)对经济条件相对较好、水资源相对紧缺、水头损失要求更小的灌区渠道,可推广使用测控一
体化闸门、箱涵式超声波流量计或管涵式超声波流量计等实施量水。
c)新建或改造量测控设施应与灌区信息化、数字化和现代化建设相适应,可推广使用前控后测
集成改造模式实现灌区水量监测。
d)新型量测控设施建设应坚持试点先行,重视实践经验,经过有资质的检测检定机构现场评价
后方可规模化推广应用。
8 量测控设施现场布局技术模式
8.1 渠道量测控设施现场布局技术模式
8.1.1 闸门新增流量监测功能模式适用于闸门及相关基础设施已完成更新改造,现有结构功能完善,
进出水流条件满足测流水力学要求。采用该模式满足下列条件:
a)在闸门前后处适当位置应加装上下游水位传感器和开度传感器。
b)根据具体的水工建筑物结构形式,应选择相应的闸门流量计算公式。
c)需要对过闸流量进行控制时,可通过调节闸门开度来实现过闸流量的调节。
8.1.2 前闸后槽集成改造模式适用于闸门本身不能满足流量计算水力学条件,可考虑就近在闸门下
游水流平稳处增设或改建量水槽并配置水量自动监测设备,与上游闸门通过有线或无线方式组成就地
量测控系统。采用该模式满足下列条件:
a)根据下游水量监测方式不同,可因地制宜,调整为前闸后槽、前闸后堰、前闸后箱或前闸后
管等模式。
b)必要情况下,可根据需要对原有闸门进行改造,实现测控功能的整体提升。
8.1.3 后置测控一体化闸门模式适用于当上游闸门具有一定历史文化价值或者其他原因不宜拆除或
更新时,可就地保护原有闸门,在下游渠道适当位置安装测控一体化闸门。采用该模式满足下列
条件:
a)配水闸门下游宜安装底孔出流测控一体化设备。
b)节制闸门下游宜安装堰高可调测控一体化设备。
c)测控一体化闸门的选择应进行技术经济比较并结合现场的安装条件和水质条件等综合考虑
确定。
d)现场改造完成后,原有闸门可提至最大开度处就地保护,依靠新安装的闸门完成水量的监测
与控制。
8.1.4 原位拆除重建测控一体化闸门模式适用于当现有闸门位置具有较好的水力学条件,但闸门本
身破损严重,可选择原位整体拆除重建控制措施,并在现有闸门附近适当位置安装测控一体化闸门。
采用该模式满足下列条件:
a)应充分考虑新型闸门的安装是否会造成原有水力条件的重大改变,进一步导致泥沙淤积情况
的发生或其他不利情况出现。
b)测控一体化闸门宜根据闸门功能综合比选,更新配水闸时可选择底孔出流测控一体化设备,
更新节制闸时可选择堰顶高度可调测控一体化设备。
8.1.5 测控一体化闸门优化组合模式适用于在大中型灌区续建配套和现代化改造过程中,可结合工
程建设同步完成测控设施的优化配置。采用该模式满足下列条件:
a)节制闸选择堰顶高度可调的测控一体化闸门,其上游的配水闸宜选择底孔出流的测控一体化
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闸门,依靠堰闸的空间合理布局,共同完成水量的高效调节与控制。
b)应充分考虑闸门前后及过闸水力条件,避免泥沙淤积等不利影响,应考虑冲沙设施,保证测
流精度和闸门正常启闭能够长久稳定运行。
8.1.6 闸后标准化渠段水位监测模式适用于在闸门更新改造完成后,闸门只具有控制与调节水量的
功能,水量监测由接续渠道完成。采用该模式满足下列条件:
a)在闸门后应固化一定长度的渠道,并在渠道上下游合适位置布设两处水位监测点,依靠双水
位监测计算流量,有效排除单水位误判流量的风险。
b)渠道底坡在一定长度范围内能够稳定形成明渠均匀流时,可采用标准断面法单水位实测流量。
8.2 管道量测控设施现场布局技术模式
8.2.1 管道流量机械表监测模式适用于对流量实时调节要求不高,对阶段用水总量有要求的支渠或
斗渠取水泵站。
8.2.2 管道流量超声波流量计监测模式适用于测量不易接触和观察的流体及大管道的流量,也可与
水位计联合使用用于非满管流的水量监测。
8.2.3 管道流量电磁流量计监测模式适用于各种导电液体的流量测量。
8.2.4 管道流量测控一体化监测模式适用于各种管道流量需要同步监测与控制的场景。