巴歇爾量水槽在景電灌區改造工程中的應用探析

魏晉財

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅景泰730400）

景電灌區是橫跨黃河和石羊河流域，涉及甘蒙兩省（區）景泰、古浪、民勤和阿拉善左旗4 縣（旗）的灌溉區域，其全稱是景泰川電力提灌工程，是1949年以來甘肅省首次興建的大型高揚程電力提灌工程。景電灌區一期工程于1969 年決定興建，1974 年建成并投入運行，工程效益十分顯著，使景泰川發生了翻天覆地的變化。1984 年景電二期工程開工建設，并于1994 年基本建成[1]。隨著時代的發展，景電灌區中一些傳統的量水設施，如三角形量水堰、梯形量水堰和無喉道量水堰等已經無法滿足市場化經濟的要求。特別是近年來，國家大力推行農業水價綜合改革，在此背景下，景電灌區為了實行計劃用水，正確分配并合理使用農業灌溉水，確保農業水價綜合改革的順利推進，加強了對灌區骨干工程的改造力度，并積極使用了適應渠系配套的巴歇爾量水槽，同時引進了先進的量水儀器和技術，有效地加強了景電灌區的用水管理[2]。

1 巴歇爾量水槽概述

巴歇爾量水槽又被稱為“巴氏槽”，是一種測量明渠流量的輔助設備。該設備是由上游收縮進口段、短直喉道和下游擴散出口段3 部分所組成的。其中，收縮進口段的槽底一般是向下游傾斜的，而擴散出口段的槽底在傾斜方向上則與喉道槽底相反。

巴歇爾量水槽的形狀較堰的結構更為復雜，而且造價也相對較高。此外，為了提升用水量測量的精度，對量水槽各部位尺寸的精確度要求極為嚴格。正是因為如此，巴歇爾量水槽具有其他量水堰無可比擬的優勢。首先，易于安裝，而且適應各種地形。其次，水位的損失較小。根據統計數據顯示，巴歇爾量水槽的水位損失約為量水堰的1/4。第三，運用巴歇爾量水槽，即使水中存在一些固態物質，也幾乎不沉淀，不會出現泥沙沉積的現象，對接近流速的影響小、對下流側的水位影響也較小。最后，巴歇爾量水槽測流范圍廣。根據統計數據顯示，該明渠流量測量的輔助設備量水范圍0.1～7.6 m3/s，因此量水比較穩定，也十分準確[3]。

2 景電灌區應用的量水設施

自1974 年景電灌區一期工程建成并投入使用以來，景電灌區先后使用了三角形量水堰、梯形量水堰、無喉道量水堰和巴歇爾量水槽等量水設施，這些量水設施具有自身的優點和缺點，在不同的時期發揮了積極的作用，極大地促進了景電灌區灌溉農業的發展。其中，三角形量水堰的優點是量水準確，但這種量水方式只適用于一些比較順直、水平的矩形渠道中，使用的范圍較小。但景電灌區存在著較多的梯形渠道，因此該量水設施逐漸被淘汰。梯形量水堰的結構比較簡單，易于安裝，且造價也較低，這是其最大的優點。但梯形量水堰在量水時，雍水較高，容易導致較大的水頭損失。此外，梯形量水堰的堰前容易沉積泥沙，且測流范圍也僅0.1～1.0 m3/s，不適應景電灌區的量水要求。無喉道量水堰的優勢是經濟實惠，便于安裝，但這種量水堰因其喉道較短，在進行量水操作時，水位的波動較大，導致計量不準確[4]。應用巴歇爾量水槽后，經過驗證，該明渠流量測量的輔助設備比較適用于景電灌區。因此，景電灌區管理人員為了灌區的統一考核、統一計量，最后確定了巴歇爾量水槽為景電灌區的量水設施。

3 巴歇爾量水槽在景電灌區改造工程中的應用

目前，巴歇爾量水槽已經成為景電灌區對明渠流量進行測量最主要的輔助量水設施。但經過多年的運行，部分渠道因缺乏有效的養護而逐年老化，使得量水精度不夠準確，需要對其進行一定得改造和更新維護。具體是景電灌區部分老舊水渠的堰坎因長期受到水流的沖刷或存在著人為破壞等因素，逐漸發生了渠道基礎變形，導致結構尺寸不夠精準，且老舊的巴歇爾量水槽平直段相對較短，還有部分量水槽內沒有水尺觀測井，水流的波動相對較大，影響到了流量測量的精準度。此外，部分渠道的巴歇爾量水槽受到前后渠道或其他水工建筑的影響，量水槽內的水流形態呈現出潛沒流，在觀測及計量方面容易受到人為因素的影響，且老舊的量水槽科技含量相對較低，導致在觀測及流量測量方面易受到人為因素的影響，已經無法滿足當前時代發展的需求[5]。

為了更好地推進農業水價綜合改革，保障國家水安全，提高灌溉水利用率，針對景電灌區使用的巴歇爾量水槽因運行多年存在的多種問題，灌區負責人對總干干渠口、支口、獨斗、獨農等量水槽及量水槽前后渠道和其他影響到量水槽內流水形態的各類水工建筑進行了全面的普查，對存在問題的量水槽按照主次及修建年度，逐一進行維修和改造，以提升總干渠的利用率，確保用水量測量的準確，從而更科學、合理地進行能源單耗指標考核工作，使農業水價更加合理，減少與用水戶之間矛盾的發生，為實現總干水量管理改革目標、不斷推進農業水價綜合改革提供重要保障。在實際操作中，針對總干區間小提灌、閥門和搭管等臨時取水設施計量管理薄弱環節，景電灌區管理人員根據實際情況，在更新巴歇爾量水槽的同時，還在出水管道上安裝了特別設計的計量設施，如小型超聲波流量計以及自計式測流儀等計量裝置，特別是自計式測流儀，利用連通器原理，將其安置在巴歇爾量水槽的側墻上，連通儀器并校正水位后，該儀器就開始自動計量。工作人員只需每周讀取1 次數據即可，有效加強了計量監督管理工作，杜絕了管理方面存在的漏洞，進一步提高了渠系的利用效率[6]。此外，景電灌區還加快了信息化建設的步伐，積極爭取了國家對項目的扶持，同時多方面籌措資金，對現有的自動計量設備進行了信息化改造，提高了水流量計量的自動化程度，現在已經實現了對全灌區總干各支、獨斗口等分水口和支渠以下各斗口水量的全天候實時監測，從而隨時根據用水需求進行優化調配，極大地提升了灌區渠系的利用率。根據統計數據顯示，在灌區改造工程中應用了巴歇爾量水槽，灌區渠系利用率已經超過了75%，在全國占據領先水平。

4 結語

在農業水價綜合改革的背景下，景電灌區對水利工程進行了更新改造，將巴歇爾量水槽應用到了改造工程中，極大地提升了灌區水量計量的準確性，不僅為灌區水利用率評價提供了可靠的數據，還有效培養了灌區群眾的節水意識，促進了灌區農業的可持續發展，也促進了灌區管理的現代化發展。