CC BY
275
Учет воды на оросительных системах
Г.В. Соболин, д.т.н., И.В. Сатункин, к.с.-х.н, Ю.А. Гулянов, к.с.-х.н., ОренбургскийГАУ
Правильный учет воды необходим при заборе из источника орошения при распределении ее между отдельными звеньями системы и всеми распределительными каналами, при подаче воды в оросительные каналы и на орошаемые поля, а также в водосборной и коллекторно-дренажной сети.
Для учета воды на оросительных системах России и СНГ имеется весьма разветвленная гидрометрическая сеть. В эту сеть входят в обязательном порядке следующие виды гидрометрических устройств: посты связи с опорной сетью, балансового, оперативного, хозяйственного учета и специального назначения. В таблице 1 приведена классификация водомерных устройств, располагаемых на оросительных системах. Все сооружения для регулирования и измерения расходов и горизонтов воды в постоянных каналах можно разделить на водомерные посты и пороги, регуляторы-водовыпуски и перегораживающие устройства, водомерные сооружения, автоматы и другие конструкции.
Водомерные посты (или русловой способ) измерения расходов используются на больших каналах, на малых каналах в основном применяется гидравлический способ. Расходы воды, пропускаемые сооружениями, определяются по общеизвестным формулам гидравлики[1].
В эксплуатационной практике на оросительных системах Киргизстана, Оренбургской области и других регионов России и СНГ нашли применение различные типы водомерных сооружений. Разнообразие конструкций, пропускной способности и режимов работы каналов и сооружений на межхозяйственных и внутрихозяйственных системах обуславливает использование самого различного оборудования и приемов для замеров воды, реечных постов, водомерных порогов, водосливов и водомерных лотков различных конст-
рукций, градуированных сооружений и водомеров. Учет воды на водовыделах в хозяйствах имеет свои особенности по сравнению с межхозяй-ственной сетью. Различия в требованиях к учету воды в этих двух группах, в точках выдела в хозяйства и точках межхозяйственной сети могут предопределить применение различных технических средств осуществления. Учет воды на водо-выделах в хозяйствах осуществляется наименее точными и наиболее трудоемкими способами при помощи градуированных сооружений, водосливов и водомерных лотков, а также по результатам замера в других точках межхозяйственной сети. Например, только в Кыргызстане на оросительных системах насчитывается около 6 тыс. гидропостов разных типов, из которых на водосливы всех видов приходится 30%, водомерные насадки - 2%, водомерные лотки (Вентури) - 2%, градуированные фиксированные русла - 15%[2]. На сооружениях каналов оросительных систем внедрено более 300 гидроавтоматов разных конструкций.
Большое количество сооружений вызывает необходимость в максимальной механизации и автоматизации замеров воды в них. Кроме того, если на гидропостах и гидростворах межхозяй-ственной сети учет воды осуществляется ПУОС, то на водовыделах в хозяйства его должна удовлетворять ПУОС и водопользователей. Поэтому здесь требуется непрерывный и бесперебойный и точный учет суммарной водоподачи в хозяйствах (м3) и расхода воды (л/с). В отличие от других сооружений межхозяйственной сети водовы-делы в хозяйства оборудуются чаще всего однотипными сооружениями (обычно закрытого трубчатого типа) и работают в относительно узких диапазонных расходах до 1,5 м3/с и напорах до 0,50 м. Это облегчает задачу выбора конструкции типоразмеров водомера. Перечисленным требованиям к учету воды на водовыпусках в хозяйства не могут удовлетворить водомеры, показывающие только расход воды. В этом случае необходимо вести довольно частые наблюдения
1. Квалификация водомерных устройств, располагаемых на оросительных системах
Тип водо- мерного поста Место- положение Назна- чение Условия работы (диапазон) Функциональные требования
про- пускная способ- ность, м3/га ширина живого сечения, м напол- нение, м пере- пад бьефов, м диапа- зон измере- ний, час сроч- ность наблю- дений, сут. точность гидро- наблю- дений, +% тип гид-рометри-ческого оборудования число измеря- емых параме- тров
I. На межхозяйственной части оросительной сети
Опорные На источниках орошения И.Р. 10-20 и более 1,5-50 и более 1,5-50 10-20 3,0 10-15 русловые 1
Водо- храни- лищные На водохранилищах И.Г. 2,0-2,0 0,1-10 3,0 0,1-1,0 уровне- меры 1
Голов- ные В голове магистральных каналов И.П.О. 1,0-200 0,6-60 0,5-5,0 0,20 и более 10 3,0 5-6 русловые 1-2
Балансовые и адми-нистр. На каналах перед узлами водорас-пределения И.П. 1,0-200 0,6-60 0,5-5,0 0,2-0,5 10 2-3 5-6 русловые 2
Распре- дели- тельные В голове отводов И.П.О. 1,0-100 0,6-60 1,3-4,0 0,2-0,5 10 2-3 5-10 Русловые или регуляторы водомеры 1-2
Переда- точные На выделах воды водо-пользователям И.П.О. 0,5-5,0 0,5-0,8 0,3-1,5 0,2-0,5 5-10 3 5-6 Русловые или регуляторы водомеры 1-3
Сброс- ные На сбросных отводах И.П.О. 1,0-2,0 0,6-12 1,5-2,0 0,50 и более 10-15 1-2 10-15 Гидро- автоматы 1-3
Мелио- ратив- ные На дренах и коллекторах И.П. 0,02-5,0 0,3-6,0 0,3-1,0 5 5-10 5-10 Русловые лотки 1
II. На внутрихозяйственной части оросительной сети
Распре- делите- льные В голове распределителей И.П.О. 0,2-3,0 0,3-0,5 0,5-1,0 0,2-0,5 5-10 2-3 10 Шлюз- регулятор 1-2
Переда- точные На выделах воды бригадным участкам И.П.О. 0,01- 0,04 0,3-0,5 0,10- 0,20 0,10- 0,30 2-3 1-2 0 Шлюз- регулятор 1-2
Участ- ковый В головах временных оросителей И.П.О. 0,01- 0,04 0,3-0,5 0,10- 0,20 0,10- 0,30 2-3 1-2 10 Шлюз- регулятор 1-2
Дозиро- вочный В головах поливных борозд И.П.О. 0,0005- 0,0030 0,1-0,3 0,03- 0,06 0,06- 0,12 2-3 10-20 5 дозаторы 1
Примечание: И.Г. - измерение горизонтов в источнике;
И.Р. - измерение расхода воды на водопотоке в створе поста;
И.П. - измерение переменных параметров для определения величины расхода; И.П.О. - то же в целях оперативной регулировки или дозировки.
за показателями прибора для определения (путем расчета) объема поданной в хозяйства воды, которые не всегда выполняются квалифицированно в хозяйствах, не имеющих достаточного количества гидротехников. Таким образом, проблема улучшения водопользования упирается прежде всего в решение вполне конкретной технической задачи обеспечить водовыделы надежными счетчиками стока. Если последняя не бу-
дет решена так же радикально, то существенно улучшить учет подаваемой водопользователям воды будет практически невозможно. В настоящее время в России и СНГ количество стокоме-ров разных конструкций (работающих) не превышает 2%, а в Киргизстане и Оренбургской области их нет. В результате этого на оросительных системах осуществляется неточный учет забираемой воды из источников орошения. Ука-
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
занное приводит к неточному ее водораспреде-лению в точках водовыделов в хозяйства и непосредственно на самих полях, обусловливает большие эксплуатационные потери воды, доходящие до 20-30% от расчетно-забираемых. Таким образом, проблема технически надежного и точного учета воды на оросительных системах вышла далеко за рамки узковедомственного вопроса и приобрела общегосударственное значение.
Правильное размещение водомерных устройств и их оборудование на головных водозаборных узлах оросительных систем имеет наиважнейшее значение[2].
Опорные водомерные устройства размещаются в верхнем и нижнем бьефах узлов для контроля за режимом уровней и расходов воды в реке.
В верхнем бьефе водомерные устройства устанавливаются с целью определения уровня воды в реке, подходящего к водозаборному узлу. Средство измерения должно устанавливаться выше кривой подпора, создаваемого водозаборным узлом.
В нижнем бьефе средство измерения устанавливается на некотором удалении от узла с целью измерения расходов воды, сбрасываемой через отдельные отверстия промывных устройств, речных пролетов и автоматических водосливов. С помощью этого средства измерения расхода (СИР) производится градуировка отверстий сооружений.
Для оборудования таких СИР используются водомерная приставка на входе открытых и трубчатых сооружений, тарирование русла с равномерным движением воды, водомерный порог САНИИРИ, водосливы с тонкой стенкой (если позволяют условия командования) диафрагмы, гидравлические лотки, трубчатые переезды с напорным движением воды в них, автоматические регуляторы постоянного расхода РОиРД, совмещенные в одном узле с автоматическими регуляторами уровня воды в верхнем или нижнем бьефах. Процесс измерения расхода осуществляется расходографами, контрольными счетчиками, датчиками телемеханических систем[3-4].
Основные задачи гидрометрии сводятся к следующему:
1. Контроль за наличием воды в реке.
2. Выполнение правильного, согласно плану водопользования и графику водоподачи, распределения воды в МК.
3. Учет воды по системе эксплуатационного участка, оросительной системы в целом.
4. Учет воды во всех звеньях коллекторно-дренажной и сбросной сети.
5. Определение потерь воды на фильтрацию в каналах, утечку на сооружениях, и по этим данным определение коэффициента полезного действия канала, эксплуатационного участка и оросительной системы.
6. Составление паспорта на каждое средство измерения.
В состав работ по эксплуатационной гидрометрии и организации водоучета входит следующее:
- обследование состояния каналов и сооружений, составление таблиц гидравлических и геометрических параметров (включая сборную и коллекторно-дренажную сеть);
- составление эскизов водовыпускных и водорегулирующих сооружений и установление гидравлического режима их работы;
- составление общей схемы размещения средств измерения на оросительной системе реки с охватом всех звеньев водопроводящей, сбросной и коллекторно-дренажной сети;
- выбор типа водомерного устройства и водоучитывающего прибора для каждого средства измерения с учетом материалов обследования каналов и сооружений, расчет размеров, плановая и высотная привязка их согласно размещению и составлению чертежей;
- оборудование средствами измерения (строительство, оснащение приборами), составление рабочих таблиц и графиков, градуировка;
- производство наблюдений и обработка полученных материалов, определение КПД, КИВ, составление отчетных материалов;
- проведение контрольных измерений по каждому СИР в целях проверки его первоначальных рабочих таблиц или графиков пропускной способности, а при больших отклонениях - корректировка их;
- уход за водомерными устройствами и аппаратурой в процессе ее эксплуатации, установка и наладка в вегетационный и демонтаж в невегетационный период;
- ежегодная контрольная нивелировка нуля реек, а также маркировка каналов и сооружений. Существующие водомерные средства водоуче-
та на оросительных системах нуждаются на внедрении в них средств гидравлической автоматики и телемеханики[2-4]. Гидрометрические устройства должны содержаться и эксплуатироваться на высоком техническом уровне.
Выводы
1. На сооружениях и каналах оросительных систем должны применяться совершенные средства учета воды с внедрением средств автоматизации и телемеханизации.
2. Должны строго выполняться планы водопользования.
3. Гидрометрические посты и водомерные устройства необходимо содержать в нормальном рабочем состоянии.
Литература
1. Бутырин М.В. Водомерные устройства для гидрометрических систем. - М., 1982.
2. Киселев Н.Г. Гидравлический справочник. - М., 1978.
3. Соболин Г.В. Эксплуатационная оценка и пути совершенствования водозаборных узлов оросительных систем Киргизии. -Фрунзе, 1990.
4. Хамадов Э.Б. Эксплуатационная гидрометрия в ирригационных системах. - М., 1975.
