一种便于计量的斗口出水为恒定流的渠道结构的制作方法

本实用新型涉及水利工程中扬水灌溉技术领域，尤其涉及一种便于计量的斗口出水为恒定流的渠道结构。

背景技术：

在扬水灌溉行业里，渠道系统由一系列明渠渠段和泵站组成，参考图1，其中箭头表示水流方向，明渠渠段通常包括从河流引水的干渠1、从干渠1引水的多条支渠2以及从支渠2引水的多条斗渠3；斗渠3与支渠2连接的位置称为斗口，斗口处设有斗口闸门4，支渠2上斗口的下游位置设有拦水闸门5。斗渠3将水供给农户灌溉农田，通常按照某个预定的供水流量和使用时间来结算用水量以及相应的水费。但是，在实际供水的过程中，经常出现实际供水流量与预定供水流量不符的情况，导致灌溉用水计量误差大，供水缺斤少两，农民花冤枉钱，降低农户用水体验，产生用水矛盾。

渠道的运行控制指的是调控整个渠道水流量的供需平衡同时保证供水的稳定性。传统的运行控制方法采用的是就地人工控制，在实际操作过程中，每次调控形成的供水稳定性是极其脆弱的，因为斗口处的流量受上级渠道水流量液位高度的影响很大。以多级扬水灌溉为例，泵站增开或者关停一台水泵机组，干渠水深就会发生变化，从而影响在开斗口的出水流量。在这种情况下，为了使斗口处的出水流量恢复到预定值（这个数值是用来结算水费的，所以其越稳定越好），需要配水员及时调节斗口闸门4开度或者由泵站调度员及时调配，而由于泵站的出水量是分档、不连续的（加一台水泵机组升一档，减一台水泵机组降一档），导致泵站一会要增开一台水泵机组，一会又要关停一台水泵机组，通过这种频繁的开停机才能实现供水的稳定性。显然，这种控制方式很难保证供水的稳定性，经常使得灌溉用水计量误差大，导致供水缺斤少两。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便于计量的斗口出水为恒定流的渠道结构，以达到保证供水的稳定性，提高灌溉用水计量的准确度，进而提高农户用水体验的目的。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种便于计量的斗口出水为恒定流的渠道结构，包括支渠、斗渠、设在斗口处的斗口闸门、设在所述支渠上所述斗口下游的拦水闸门，其特征在于：

所述渠道结构还包括设在所述斗口对面、与所述支渠并行的溢流渠以及设在所述斗口闸门处的开度-水流量对应指示尺；

所述溢流渠的入水口和出水口均与所述支渠相连，并且入水口位于所述拦水闸门上游、出水口位于所述拦水闸门（5）下游，所述溢流渠入水口处设有溢流堰和冲沙闸，所述溢流堰顶部高出所述支渠常水位一小段距离。

优选的，所述溢流堰顶部具有均匀分布的半开口槽。

优选的，所述溢流堰顶部半开口槽前端具有可提升式闸板。

优选的，所述溢流堰顶部与所述支渠最高水位持平。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型渠道结构中，在支渠旁边增设一条溢流渠，当斗口需要工作时，视情况将拦水闸门关至一定开度，对照开度-水流量对应指示尺、根据预定供水流量调节斗口闸门至相应开度，这样拦水闸门上游支渠的水将壅高并流入溢流渠。在这个过程中，由于溢流堰7的溢流作用再加上拦水闸门5、斗口闸门4处于开口恒定状态，使得支渠2中斗口处水流处于水深恒定、水压恒定状态，这样当上级渠道流量在一定范围内增减时，该渠道斗口处的水面不会明显抬升或降低，以此保证斗口处的出水为恒定流，进而保证了供水的稳定性，提高了灌溉用水计量的准确度，最终提升了供水单位的服务质量、提高了农户的用水体验。此外，本实用新型渠道结构的结构简单、操作方便且为一次性投入成本低。

2、在实际生活中需要计算用水量时，只需根据斗口闸门开度对应的水流量和用水累计时长就能计算出用水量，方便快捷。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为现有技术中的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的一种A-A＇结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的另一种A-A＇结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的再一种A-A＇结构示意图。

图中：1—干渠，2—支渠，3—斗渠，4—斗口闸门，5—拦水闸门，6—溢流渠，7—溢流堰，8—冲沙闸，9—半开口槽，10—可提升式闸板。

具体实施方式

参考图1~图5，本实用新型实施例提供了一种便于计量的斗口出水为恒定流的渠道结构，包括支渠2、斗渠3、设在斗口处的斗口闸门4、设在支渠2上斗口下游的拦水闸门5，设在斗口对面、与支渠2并行的溢流渠6（也称旁路渠）以及设在斗口闸门4处的开度-水流量对应指示尺。

溢流渠6的入水口和出水口均与支渠2相连，并且入水口位于拦水闸门5上游、出水口位于拦水闸门5下游，溢流渠6入水口处设有溢流堰7和冲沙闸8，冲沙闸8设在溢流堰7上游，用于冲排溢流渠6中沉积的泥沙，也可以起到分流作用减轻溢流堰7的工作负担。溢流渠6入口处通过溢流堰7与支渠2渠道分隔和联系。

溢流堰7顶部高出支渠2常水位一小段距离，这个距离越高，水位壅高越大，对抗支渠2流量变化造成的不利影响的能力越强，在实际应用中，这个距离可以根据渠道结构及允许的水头损失来确定，比如8~12cm，又比如溢流堰7顶部与支渠2最高水位持平。溢流渠6出水口上游为挡水墙，出口高度设置有利于溢流渠6中水顺利流回支渠2即可；对于整个溢流渠6的长度、高度等参数，根据溢流流量大小和支渠2常水位来设计即可。

进一步地，溢流堰7顶部可以像图3中那样为平面，也可以像图4中那样具有均匀分布的半开口槽9，区别在于，对于同样顶面高度同样轴线长度的溢流堰7，后者的溢流能力较强，也就是说若溢流完同样多的待溢流水，后者水面壅高值小于前者。进一步地，可以在溢流堰7顶部半开口槽9前端设置可提升式闸板10 ，以此可根据实际需求调节溢流堰7的溢流量大小。

开度-水流量对应指示尺上标识有斗口闸门4的闸门开度与该闸门开度对应的水流量，这个对应关系可以在渠道结构建成后根据现有技术测量、标定出来。

当斗口需要工作时，视情况将拦水闸门5关闭至一定开度，待水位壅高至溢流堰7顶部并有明显可见的溢流产生时，对照开度-水流量对应指示尺、根据预定供水流量调节斗口闸门4至相应开度，经过一小段时间的水流平衡后使得斗口供水期间溢流堰7上始终有且有一定量的溢流，这些溢流水经溢流堰7流入溢流渠6，最后通过溢流渠6出水口流回支渠2，以便供下游方向其它斗口处用水。在这个过程中，由于溢流堰7的溢流作用再加上拦水闸门5、斗口闸门4处于开口恒定状态，使得支渠2中斗口处水流处于水深恒定、水压恒定状态，这样当上级渠道流量在一定范围内增减时，支渠2斗口处的水面不会明显抬升或降低，以此保证斗口处的出水为恒定流。

比如，在现有技术中，上级渠道流量大小、液位高低的变化会引起支渠2常水位±5%的变化波动，进而影响斗口处出水的波动，而如果是使用本实用新型渠道结构，当上级渠道流量大小、液位高低发生同样变化时，斗口处出水仍保持恒定。

基于上述公开的渠道结构以及其工作原理，可以将本实用新型渠道结构看作在支渠2上形成一微型水库，当斗口需要工作时，该微型水库建立起来，实现适当蓄水并保持一稳定液位，使斗口出水为恒定流，当斗口不需要工作时，该微型水库撤销恢复支渠2上水流的流通性。这种需要时建立起来蓄水、不需要时保持支渠2上水流流通性的设置，能够很好适应黄河水中含沙量较大的问题，有效避免沙子淤泥沉积的问题。

对于以上本实用新型渠道结构在实际生活中的具体实施，可以是一整套全新实施，也可以是在现有的灌溉渠道上按上述具体内容改造。另外，可以理解的是，本实用新型渠道结构不适用于支渠2上末端位置上的1~2个斗口。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。