灌溉渠道流量量测与调控一体化装置研究

发布时间：2020-04-07 12:06

【摘要】：渠道输水是我国农田灌溉的主要形式,在渠系中开展量水工作是强化节水意识、推动灌区定额灌溉和提高灌区灌溉用水利用系数的主要途径,是我国发展节水型农业和实现农业高效用水的关键技术之一。随着科技的快速发展,一些发达国家灌区量水技术已经向自动测控一体化方向发展。我国受地域性差异影响显著,且各个大中型灌区条件复杂,导致目前已有的量水设施不能满足灌区量水的新要求,而堰类量水建筑物因具有经济实用和稳定可靠等特点,适合于在我国灌区大面积推广应用。因此,根据灌区实际需求,研制出具有结构简单、量测精准、适应度高、应用便捷的渠道量水设施,对灌区节水和实现水资源高效利用可持续发展具有重要意义。本文所研制的两种测控系统基于矩形薄壁堰测流原理。具有结构简单、价格适中、测控结合、精度合理等特点,结合自动控制技术,根据所需分水流量调控堰上水头,针对现灌区野外无电源状况,应用太阳能及蓄电池解决测控系统的动力供给问题。对两种测控装置的水力特性进行了深入系统的研究和分析,主要的研究内容与结论如下:1、总结了灌区量水技术与设施的最新发展,指出了目前我国灌区存在的问题,对于传统的量水装置的缺点,研究开发结构简单,精度较高,便于泥沙及漂浮物通过的新型过流调控型渠道测流装置,并通过室内试验研究了过流调控型渠道测流装置的各项水力特性,包括其测流精度,水位与流量关系,水头损失,淹没度等水力特性,为灌区应用提供技术参数。2、采用传统水力学基础理论及流量公式拟合分别推出水头可调薄壁堰式渠道流量测流装置的流量计算公式,分析了其精准性。结果表明,两公式测流精度都符合量水规范对灌区量水设施的要求,但拟合出的流量计算公式更加简明实用。3、水头可调薄壁堰式渠道流量智能测控系统基于单片机闭环反馈控制系统,可以通过人为设定流量和水量,进行智能控制,维持恒定流量所需的堰上水头,完成设定任务后可自动阻断水流,验证了智能控制的可行性。通过对两种新型测控装置的实验研究表明,两种装置均能满足灌区现代化、自动化、信息化的发展要求,有较好的推广价值和应用前景。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274.4

【参考文献】