翼柱型量水槽在3种常用渠道上的应用性能对比试验研究

翼柱型量水槽是一种新型量水槽,其应用在灌区具有成本低、便于修建、量水精度高的特点。【目的】探讨翼柱型量水槽在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上的适用范围。【方法】试验在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上分别设计3种收缩比的量水槽,在不同流量工况下进行试验,并对测流精度、佛汝德数、水头损失、壅水高度等进行比较分析。【结果】拟合出矩形渠道、梯形渠道、U形渠道不同收缩比量水槽的流量公式,平均误差分别为0.42%、1.34%、1.65%,均满足规范误差小于5%的要求;翼柱型量水槽在3种渠道上游佛汝德数Fr均小于0.4,在U形渠道上游Fr最小;翼柱型量水槽在3种渠道上最大临界淹没度均大于0.85,应用于U形渠道的最大临界淹没度最高;矩形渠道修筑翼柱型量水槽产生的水头损失占上游总水头比例最小。【结论】翼柱型量水槽可用于灌区节水续建配套,同一比降条件下,矩形渠道与U形渠道衔接位置应用翼柱型量水槽效果最佳。     

闸墩式量水槽试验研究

研究渠道量水设施对灌区节水、实现水资源高效可持续利用具有重要意义,在满足量水所要求的条件下,应优先选用水工建筑物量水.针对闸墩兼作量水槽并能结合闸门以实现联合测流的要求,提出一种闸墩式量水槽.选择8种收缩比和3种槽长在矩形渠道中进行了系统试验.结果表明.无量纲教Kc/Kc和H/Bc高度相关,根据理论分析和室内试验得出的流量公式简明实用,自由出流时流量计算最大相对误差3.59%.闸墩式量水槽临界淹没度可达0.91,增加量水槽长度会增大相应量水槽的临界淹没度.控制收缩比为0.49～0.65时可得到较好的量水效果.     

底坎式机翼形量水槽试验研究

机翼形量水槽是一种新型的量水建筑物,为保证量水槽在自由流下工作,设计了底坎式机翼形量水槽。选择3种收缩比,在矩形渠道上进行一系列试验,并运用量纲分析法和不完全自相似理论,拟合得到了量水槽自由流条件下的流量计算公式,拟合度R2=0.9993。结果表明:该公式测流误差小,平均相对误差为1.44%;临界淹没度可达0.88。     

U形渠道直壁式量水槽水力特性的研究

灌区的水费改革有利于我国节水制度的加强,这就需要推广一种切实、有效的量水设施,而U形渠道直壁式量水槽由于具有与U形渠道自然衔接,不抬高底坎,过沙能力较强,工程量较小,量水精度较高的优点,是U形渠道理想的优化选择。对U形渠道直壁式量水槽进行试验,并对实验数据进行分析,得出U形渠道直壁式量水槽的基本水力特性。     

矩形渠道半圆柱形量水槽试验研究

渠道量水对灌溉节水和计划用水具有十分重要的意义.矩形渠道半圆柱形量水槽结构简单,施工方便.选择了3种收缩比,进行了一系列试验研究.应用量纲分析法建立的流量公式具有量纲和谐性,该公式简明实用,流量计算误差小于5%,临界淹没度可达0.87.     

辽宁省平原灌区渠道量水技术应用研究

针对辽宁省平原灌区渠道的主要特点,开展了渠道量水技术应用研究,先后提出了平底无喉道量水槽,弧形量水槽和U形渠道水位流量计,经过室内模型试验,并在灌区进行了初试应用,取得了比较好的应用效果。将这3种渠道量水技术加以介绍,以便促进渠道量水技术的推广,切实发挥渠道量水技术在灌区用水管理方面的作用。     

末级渠道机翼形量水槽标准化试验研究

结合机翼形量水槽在末级渠道上的实际应用经验,提出了适应于末级渠道上的一种量水槽的标准化模式.试验中渠道采用矩形和U形相结合的形式,用机翼形量水槽衔接,通过4种量水槽收缩比进行了系统的组合试验.试验结果表明:该量水槽过流顺畅,水头损失较小,试验数据资料表现出极好的相关性,相关系数为0.996 1.拟合的具有量纲和谐性的指数形式的流量计算公式简明实用,流量计算平均误差为2.78%,临界淹没度可达0.88.     

U形渠道适宜量水设施及标准化研究

对已有U形渠道量水技术进行了比较评价,提出了适宜于不同规格U形渠道的量水技术与设施的选配模式。开展了U形渠道平底抛物线形无喉段量水槽设计与标准化研究,提出了以抛物线形状系数P值为指标的共计28个标准量水槽,并在实验室和灌区进行了实验和现场观测,结果表明,实测值与理论值吻合较好,满足测水要求。     

梯形渠道翼柱型量水槽试验研究与数值模拟

【目的】探究翼柱型量水槽在梯形渠道量水的适用性。【方法】对4种不同收缩比的翼柱型量水槽进行水力性能模型试验,并运用Fluent 17.1软件对其中2种收缩比的量水槽进行了数值模拟。通过对上游水位、流量和收缩比等进行分析,拟合得到了量水槽流量公式,并从测流精度、佛汝德数、临界淹没度以及水头损失等方面对其量水性能进行了分析。【结果】翼柱型量水槽在梯形渠道量水性能优良,水位-流量相关度极好,R2可达0.997 1以上,拟合的流量公式简明易用,测流平均误差为2.41%,上游佛汝德数均小于0.4,临界淹没度达0.85以上,通过数值模拟对量水槽水面线和流量进行误差分析,将实测值与模拟值进行比较,二者平均误差分别为3.80%和3.72%,与试验结果高度吻合,模拟结果准确可靠。【结论】翼柱型量水槽可用于梯形渠道量水,且量水精度满足明渠测流规范相关要求。Fluent软件可用于翼柱型量水槽数值模拟。     

U形渠道量水槽的比较与选型

U形渠道具有其他形式输水渠道无法比拟的防渗效果好、整体性强、输水率高、抗冻胀、渠道占地面积小等优点,在渠灌区已经作为标准渠道推广应用,但U形渠道的量水槽选型是困扰U形渠道推广应用的瓶颈.目前作为标准推广应用的U形渠道的量水设施有3种,在通过实验室和灌区实际测试的基础上,从不同的角度对3种量水设施进行对比分析,为灌区U形渠道量水设施的选型提供依据.     

灌溉水利用系数综合测定法实例分析

灌溉水利用系数是衡量农业节水效果的关键指标。目前各地区统计出的灌溉水利用系数差异极大。很多数据明显的存在错误，难以作为比较与衡量的标准。影响灌溉水利用系数正常测定的主要原因是传统测定方法存在测定工作量巨大、测定条件难以保证等。通过开展对灌溉水利用系数资料的搜集、整理并对灌区进行实地调研，在了解目前灌区灌溉水利用系数测量中存在问题及原因的基础上，对灌区灌溉水利用系数测量计算方法进行了分析研究，提出了测定灌溉水利用系数的综合测定计算方法。该方法既克服了传统测量方法中工作量大，需要大量人力、物力才能完成的缺点，又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足，而且能反映出灌区渠系用水情况、灌溉工程质量及灌溉用水管理水平等。以漳河灌区为例进行了应用分析。     

WATPRO: A remote sensing based model for mapping water productivity of wheat

Water productivity in agriculture needs to be improved significantly in the coming decades to secure food supply to a growing world population. To assess on a global scale where water productivity can be improved and what the causes are for not reaching its potential, the current levels must be understood. This paper describes the development and validation of a WATer PROductivity (WATPRO) model for wheat that is based on remote sensing-derived input data sets, and that can be applied at local to global scales. The model is a combination of Monteith's theoretical framework for dry matter production in plants and an energy balance model to assess actual evapotranspiration. It is shown that by combining both approaches, the evaporative fraction and the atmospheric transmissivity, two parameters which are usually difficult to estimate spatially, can be omitted. Water productivity can then be assessed from four spatial variables: broadband surface albedo, the vegetation index NDVI, the extraterrestrial radiation and air temperature. A sensitivity analysis revealed that WATPRO is most sensitive to changes in NDVI and least sensitive to changes in air temperature. The WATPRO model was applied at 39 locations where water productivity was measured under experimental conditions. The correlation between measured and modelled water productivity was low, and this can be mainly attributed to differences in scales and in the experimental and modelling periods. A comparison with measurements from farmer's fields in areas surrounded by other wheat fields located in Sirsa District, NW India, showed an improved correlation. Although not a validation, a comparison with SEBAL-derived water productivity in the same region in India proved that WATPRO can spatially predict water productivity with the same spatial variation.     

土壤斥水性与有机质质量分数的变化关系研究

土壤有机质质量分数是影响土壤斥水性的最主要因素之一,为研究二者之间的关系,选用以色列3类不同质地斥水性土壤为对象,分别在田间和实验室测定土壤斥水性和有机质质量分数,并绘制土壤斥水性和有机质质量分数的等值线图和关系图。结果表明,对于粘性土壤和沙质土壤,土壤斥水性随有机质质量分数成幂指数关系,但对于壤土,二者之间没有非常明显的线性关系。研究结果可为分析不同土壤的斥水性影响因素和土壤改良提供理论依据。     

弹簧板式明渠测流装置的水力特性

为提高灌区精准量水技术,设计了一种基于弹簧形变量与渠道过水断面瞬时流量之间关系的明渠测流装置.该装置的模型试验在矩形渠道中,选定流量范围为20~85 m³/h,共在14个流量工况下进行.结合理论分析及数值模拟对该装置的流量公式、测流精度、水头损失等量测特性进行分析.研究结果表明:渠道过水断面瞬时流量Q同形变量d与参数C₁之和呈5/6次方关系,在量测板板宽为30,40,50,60 mm时Q与d+C₁的5/6次方的线性相关性良好;拟合得到弹簧板式测流装置的流量公式,公式计算流量和试验时的实测流量相吻合,最大相对误差为4.56%,其中板宽40 mm时的最大相对误差为1.43%;量测板上游水位的模拟值和实测值最大相对误差为4.54%,模拟结果与实测结果吻合;量测板产生的水头损失随着板宽的增加而增加,在板宽小于40 mm时,水头损失占比总水头均小于10%.研究成果为弹簧板式测流装置在灌区的应用提供了理论依据.     

五道沟实验站水面蒸发变化规律

水面蒸发是河流、湖泊、水库等水体的主要消耗项之一.采用五道沟实验站1964-2009年观测资料,分析了水面蒸发量年际和季节变化特征及其与气温、相对湿度、日照时数、水汽压力差等各气象要素的相关关系,并提出五道沟实验站水面蒸发量的月经验公式.结果表明:水面蒸发量下降速率约92.9 mm/(10 a),水面蒸发量与气温、地面温度、水汽压力差相关关系很好,与日照和相对湿度的相关关系较好,与风速和降水的相关关系不太明显,这为进一步研究淮北地区气温升高而水面蒸发减少的悖论现象提供初步成果.