摘要：為落實(shí)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的通知》，完善供水計(jì)量設(shè)施，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)供水計(jì)量是總量控制和進(jìn)行定額管理，保障農(nóng)業(yè)水價(jià)發(fā)揮價(jià)格杠桿作用，本文結(jié)合江西的實(shí)際情況，簡(jiǎn)要分析了灌區(qū)常用的供水計(jì)量設(shè)施的原理與使用條件，并進(jìn)行了分類，探討了不同工程條件下較為適宜的供水計(jì)量方法.

引言

江西省是農(nóng)業(yè)大省，年農(nóng)業(yè)用水量147.53億m3，約占總用水量的60%[1]，平均農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)為0.503，節(jié)水潛力大，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)供水計(jì)量是實(shí)現(xiàn)總量控制和定額管理的依據(jù)，能夠保障農(nóng)業(yè)水價(jià)發(fā)揮價(jià)格杠桿作用，合理促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水，較大程度緩解灌區(qū)串灌、漫灌等無序用水現(xiàn)象。2019年5月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)辦公廳以發(fā)改價(jià)格【2019】855號(hào)文印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的通知》，提出包括供水計(jì)量設(shè)施配套等6項(xiàng)重點(diǎn)改革內(nèi)容的年度考核要求，強(qiáng)調(diào)完善供水計(jì)量設(shè)施，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作。

江西省境內(nèi)約60%的地形為山地丘陵，耕地大多處于山地丘陵地區(qū)，生產(chǎn)單元大多呈碎片式分布，田間設(shè)施和精準(zhǔn)計(jì)量設(shè)施基礎(chǔ)薄弱。部分改革實(shí)施區(qū)域通過結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目、高效節(jié)水灌溉工程等，增設(shè)了少量計(jì)量設(shè)施，然而大部分地區(qū)計(jì)量設(shè)施體系仍不完備，無法滿足大面積推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的需求，嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前我省各縣（市、區(qū)）已在逐步開展農(nóng)業(yè)供水計(jì)量體系規(guī)劃，以期能夠加快實(shí)現(xiàn)各地農(nóng)業(yè)供水計(jì)量，而在農(nóng)業(yè)供水計(jì)量設(shè)施的選型中，除應(yīng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量水量的目的外，還應(yīng)充分考慮降低資金投入、方便后期維修養(yǎng)護(hù)等要求，本文著眼于結(jié)合江西省實(shí)際情況，探討不同條件下計(jì)量設(shè)施的選型要求，以供各地參考。

1江西省農(nóng)業(yè)供水計(jì)量設(shè)施情況

江西省灌區(qū)大部分建成于20世紀(jì)60年代左右，由于當(dāng)時(shí)的條件限制，對(duì)供水計(jì)量設(shè)施建設(shè)不太重視，之后因南方農(nóng)業(yè)供水水資源相對(duì)豐沛、對(duì)量水精度要求不高等原因，絕大部分灌區(qū)未建立供水計(jì)量設(shè)施，僅豐東灌區(qū)等部分大型灌區(qū)在渠道進(jìn)水口和干渠、分干渠安裝了供水計(jì)量設(shè)施，或是市、縣等行政區(qū)分界處建立了控制性的供水計(jì)量設(shè)施。

2016年農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革開展后，我省逐步建設(shè)了一些供水計(jì)量設(shè)施，但多地出現(xiàn)安裝位置不合理或設(shè)備選型不規(guī)范的問題。以新干縣為例，2017~2019年新干縣共建設(shè)供水計(jì)量設(shè)施20處，多集中在干、支渠首端，支渠以下均未設(shè)置量水設(shè)施，計(jì)量設(shè)施覆蓋率較低。以黃泥埠灌區(qū)為例，主要水源為黃泥埠水庫，其中黃泥埠水庫總干渠薄壁量水堰、黃泥埠水庫右支明渠量水堰計(jì)量重復(fù)安裝，現(xiàn)已失效，無法量測(cè)；且黃泥埠水庫處于雷區(qū)，2018年在低壓管道灌溉上安裝的4處管道流量計(jì)受雷擊破壞已基本失效。灌區(qū)補(bǔ)充水源為溧江鎮(zhèn)凰山提灌站，從贛江提水，實(shí)際灌溉面積100hm2，2018年安裝了管道流量計(jì)1個(gè)，超聲波明渠流量計(jì)2個(gè)，投資不菲，然而用水戶仍然按實(shí)際耗電量繳納電費(fèi)，計(jì)量設(shè)施形同虛設(shè)。

2常用的農(nóng)業(yè)供水計(jì)量方法

針對(duì)不同灌區(qū)的工程狀況，農(nóng)業(yè)供水計(jì)量方法也存在很大差異，目前非常常用的方法有：水工建筑物量水、特設(shè)量水設(shè)備量水、流速儀量水、儀表量水等。水工建筑物量水，顧名思義是指將渠系上配套建筑物運(yùn)行時(shí)的閘位、上下游水位按照水力學(xué)原理、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出流量[2]。特設(shè)量水設(shè)備是指為供水計(jì)量而設(shè)立的設(shè)施，不作它用，一般有量水堰和量水槽兩種形式[3]。流速儀是測(cè)量水流速度的儀器。利用流速儀測(cè)流，精度高，但費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，設(shè)備貴，多在無水工建筑物及特設(shè)量水設(shè)備的情況下使用[4]，在明渠供水計(jì)量時(shí)還需輔助水位測(cè)量。由于其精度高，可用于率定其它供水計(jì)量方式[5]。儀表類流量計(jì)是用于測(cè)量管道或明渠中流體流量的量水設(shè)施[6]。

隨著供水計(jì)量設(shè)施的逐步發(fā)展，流量計(jì)種類已逾百余種，常見的有水位計(jì)、超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)等。除上述傳統(tǒng)方法以外，陳艷[7]、仝道斌[8]等提出了以電折水、用水計(jì)量的方法，此方法與利用水工建筑物量水類似，操作簡(jiǎn)便，不額外增加費(fèi)用，有較好的使用前景。

3農(nóng)業(yè)供水計(jì)量設(shè)施選型探討及示例

3.1計(jì)量設(shè)施選型分類

根據(jù)江西省的農(nóng)業(yè)供取水特點(diǎn)及計(jì)量要求，將所需計(jì)量點(diǎn)分為取水計(jì)量、分水計(jì)量、配水計(jì)量以及用水

計(jì)量。

（1）取水計(jì)量設(shè)置范圍：農(nóng)村用水戶自建、自用、自管以外的水利工程取水口。

（2）分水計(jì)量設(shè)置范圍：大中型灌區(qū)支渠口。

（3）配水計(jì)量設(shè)置范圍：大中型灌區(qū)斗渠口；涉及多個(gè)村委（用水戶協(xié)會(huì)）灌區(qū)的渠道供用水分界斷面。

（4）用水計(jì)量設(shè)置范圍：設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)、高效節(jié)水區(qū)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田區(qū)等用水組織、用水戶取水口。

省內(nèi)渠道形式分為兩種，明渠與管道，由于結(jié)構(gòu)形式不同，計(jì)量設(shè)施的安裝選型不同。在明渠計(jì)量中，取水計(jì)量與分水計(jì)量選型要求相似，配水與用水選型要求相似。因此本文將省內(nèi)計(jì)量分為明渠取水與分水計(jì)量、明渠配水計(jì)量與用水計(jì)量、管道計(jì)量3類予以討論。

3.2明渠取水計(jì)量與分水計(jì)量

我省大中型灌區(qū)大多為明渠，其取水計(jì)量與分水計(jì)量的要求為精確計(jì)量、自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，可多考慮自動(dòng)化設(shè)施，管理方便，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

現(xiàn)有自動(dòng)化明渠計(jì)量方式多為自動(dòng)計(jì)量水位、流速或二者相結(jié)合，表1已列出現(xiàn)有自動(dòng)化明渠計(jì)量的各種方法。如表1所示，雷達(dá)/超聲波流量計(jì)與雷達(dá)/超聲波水位計(jì)+電磁流速儀因采用的是自動(dòng)化設(shè)施測(cè)量水位和流速以計(jì)量流量而量精度高，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，但造價(jià)略高，其中雷達(dá)流量計(jì)需在流速大于0.3m/s的情況下使用，超聲波流量計(jì)價(jià)格略貴；標(biāo)準(zhǔn)斷面/渠系建筑物/巴歇爾槽+雷達(dá)/超聲波水位計(jì)量因依托的是水位~流量關(guān)系曲線而成本相對(duì)略低，但測(cè)量精度略低。

因此建議經(jīng)濟(jì)條件較為寬裕時(shí)，流速穩(wěn)定在0.3m/s以上使用雷達(dá)流量計(jì)，其安裝方便；流速在0.3m/s以下，且不處于雷區(qū)時(shí)，建議使用電磁流速儀搭配雷達(dá)或超聲波水位計(jì)；經(jīng)濟(jì)條件不允許時(shí)，建議根據(jù)渠道條件采用標(biāo)準(zhǔn)斷面/巴歇爾槽+雷達(dá)/超聲波水位計(jì)量。

以泰和縣坪洲水庫右干渠為例，此處需進(jìn)行取水計(jì)量，目前未安裝計(jì)量設(shè)施。如照片1所示，渠道較為規(guī)整、通暢，漿砌石襯砌，水質(zhì)較好，水中漂浮物和水草較少，干旱時(shí)期流速不能穩(wěn)定在0.3m/s以上，因而選擇采用雷達(dá)水位計(jì)加電磁流速儀作為計(jì)量設(shè)施。

3.3明渠配水計(jì)量與用水計(jì)量

我省小微灌區(qū)的計(jì)量與大中型灌區(qū)的配水、用水計(jì)量要求為：能初步滿足計(jì)量要求，鼓勵(lì)充分利用現(xiàn)有建筑。

非自動(dòng)化明渠計(jì)量方式均為利用水工建筑物或特設(shè)量水設(shè)備量水，表2將常用的非自動(dòng)化明渠計(jì)量設(shè)施方法列出。如表2所示，非自動(dòng)化明渠計(jì)量設(shè)施利用建筑物或設(shè)備運(yùn)行時(shí)的閘位、上下游水位等按照水力學(xué)原理、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出流量[2]，是十分經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的量水設(shè)施。長(zhǎng)喉道量水槽僅平原地區(qū)予以考慮，大部分山區(qū)多考慮標(biāo)準(zhǔn)斷面、渠系建筑物與巴歇爾槽量水，巴歇爾槽在渠段順直段較短的情況下更具優(yōu)勢(shì)。

建議省內(nèi)各地依據(jù)地形情況選擇以標(biāo)準(zhǔn)斷面與渠系建筑物量水為主，巴歇爾槽量水為輔。如安源區(qū)石硤沖水庫灌區(qū)，其水源為石硤沖水庫，流經(jīng)3個(gè)行政村。其中溫盤村東渠道斷面為矩形，采用混凝土襯砌，尺寸為1.2m×1.2m，長(zhǎng)2.1km，其主要農(nóng)作物為水稻。由于渠道斷面比較穩(wěn)定均直，有襯砌措施，宜采用標(biāo)準(zhǔn)斷面量水的方法安裝配水計(jì)量措施。

3.4管道計(jì)量

省內(nèi)部分灌區(qū)為管道灌溉，用水計(jì)量要求為：能夠滿足計(jì)量要求。由于地形等限制條件，多地采用管道進(jìn)行灌溉，如表3所示，管道計(jì)量較為適宜的方法有電磁流量計(jì)、外夾式超聲波流量計(jì)、以電折水。其中：電磁流量計(jì)上游所需直管段相對(duì)較小，且測(cè)量精度高，工作穩(wěn)定；外夾式超聲波流量計(jì)抗干擾能力較弱、安裝方式對(duì)測(cè)量效果影響較大，多用于大管道流量測(cè)量；以電折水無需安裝設(shè)備，可廣泛用于泵站中。建議小型泵站多考慮采用以電折水方式計(jì)量，其余管道測(cè)流多考慮電磁流量計(jì)測(cè)流。

如安義縣東陽鎮(zhèn)黃城水庫灌區(qū)西干渠低壓管道灌溉，灌溉面積25.40hm2，設(shè)計(jì)流量0.2m3/s，PE管管徑為DN320，管道露天放置。選擇采用電磁流量計(jì)作為計(jì)量設(shè)施，需開挖計(jì)量井，設(shè)置旁通管，就近有村莊，可接入市電。

4結(jié)論及建議

經(jīng)過分析總結(jié)農(nóng)業(yè)供水計(jì)量方法，結(jié)合江西省實(shí)際情況，綜合考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用、計(jì)量精度等因素，提出以下建議：

（1）大中型灌區(qū)明渠取水計(jì)量與分水計(jì)量，流速穩(wěn)定在0.3m/s以上使用雷達(dá)流量計(jì)，其安裝方便；流速在0.3m/s以下時(shí)，附近無電磁場(chǎng)干擾時(shí)，建議使用電磁流速儀搭配雷達(dá)或超聲波水位計(jì)；經(jīng)濟(jì)條件略為緊張時(shí)，建議根據(jù)渠道條件采用標(biāo)準(zhǔn)斷面/巴歇爾槽+雷達(dá)/超聲波水位計(jì)量。

（2）大中型灌區(qū)配水計(jì)量與用水計(jì)量、小微灌區(qū)計(jì)量依據(jù)地形情況多考慮以標(biāo)準(zhǔn)斷面與渠系建筑物量水，上下游無長(zhǎng)順直段的情況考慮巴歇爾槽量水。

（3）建議小型泵站多考慮采用以電折水方式計(jì)量，其余管道測(cè)流多考慮電磁流量計(jì)測(cè)流。