第3章 渠系水量监测关键技术及设备研发

对量水技术和设备的研究最早始于19世纪20年代，经过Parshall等人的努力，量水堰和量水槽在灌区量水中得到了初步的应用。20世纪50年代以后，量水要求日趋迫切，对量水技术和设备的研究有了更多进展，1987年国际灌排委员会把“水量量测与调节”这一课题纳入其工作计划之中，其后随着计算机的普及和推广，一大批用于灌区自动化量水的仪表相继问世，与早期灌区所用较为单调的量水设备相比，现在的量水设备无论在种类上和规模上都得到了很大发展。但由于我国灌区众多，工程类型、管理水平、经济状况千差万别，对于量水设备的要求差异较大，现有的量水设备和技术与灌区实际需求仍有较大的差距。同时，由于基础设施建设和资金投入等方面限制，大量的灌区只在骨干渠道上有一些量水设施，水量监测仍主要采用传统的人工模式，不仅量水精度低，量水设施不配套，而且信息处理更新不及时，使得有限的水量量测信息也不能发挥应有的作用。

灌区量水设备和量水技术是实现计划用水和总量控制及定额管理的基本措施，是实行按方收费、促进节约用水的必要工具和手段。国务院办公厅印发的关于推进农业水价综合改革的意见，将灌区量水提到了更加突出的地位。因此，针对我国灌区的工程类型、规模和经济社会发展水平，研发低成本、低功耗、结构简单、使用方便的量测水设备，为灌区水量计量、水费计收提供切实可行的技术支撑具有十分重要的意义。目前灌区量水设备及设施已达100多种，但是量水设备仍不能满足灌区不同的用水需求。在灌区仪表量水技术研究方面，国际上研发了多种精度较高，高临界淹没比的新型量水设备和集成化量水仪表。但从总体上看，国外的量水仪表结构较为复杂、成本较高、产品保护困难，并不完全符合我国国情，因而推广应用较少。国内学者也结合我国国情对仪表量水技术进行了大量研究，但由于灌区经济条件较差及许多灌区泥沙含量大等原因，现有的技术还远不能满足灌区量水的需要，存在量水设备价格高、通用化程度不高、功耗较大、不便于在野外渠道上长期工作、不便于与通用的通信存储设备直接配套等问题。

水量监测是实现调度灵活化的基础，闸门控制是实现调度灵活化的手段，信息传输是实现调度灵活化的工具，水量优化调度是实现调度灵活化的核心，因此，渠系水量监测关键技术及设备研发应高度重视，根据其功能构成，应主要包括量水建筑物研究、传感器研究和二次仪表的开发。