文档介绍：黑龙滩杨柳引水渠流量监测仪器选型及安装实施方案
北京金水中科科技有限公司
基本概况
,,,,底宽9米,,,通水时间为每年300天左右,每年径流约30000万。
过去流量计量一直沿用水位法,即通过测量水位来换算流量,其水位与流量呈现固定的关系曲线;但在下游修建电站后,出现了雍水现象,水位流量关系不再成立,流量计量方法需改用流速面积法,计量设备也得重新选择安装。
二、测流技术方案
流量计选型
渠道流量计量方法主要有水位法与流速面积法:
水位法是通过测量量水建筑物的上游(或上、下游)水位并经经验公式或实验曲线换算成流量来实现计量的。因此水位法流量计需要修建量水建筑物,且精度不高,当渠道沿程水头差较小时,量水建筑物会产生水头损失而影响渠道过水;另一方面当量水建筑物下游附近建有闸门等挡水建筑物时会在量水建筑物处形成淹没出流,此时测量精度会大幅下降。
流速面积法则不需修建量水建筑物,通过测量过水断面面积(实际上过水断面面积是通过测量的水位来换算求得的)与断面流速来求得流量,并且精度高,且不受下游顶托水的影响。
流速面积法主要有可选设备有四种:
固定式ADCP法
多普勒超声波法(纵向发射)
超声波时差法
由于本次监测渠道水流的水质含有较多杂质,因此不适合选用超声波时差法;考虑水位变化很大,不宜使用固定式ADCP法(此种方式的精度受水位变化影响很大);因此选用多普勒超声波法(纵向发射),此法产品国内只有北京金水中科科技有限公司开发生产的HOH-L-01型多普勒超声波明渠流量计一种,其在技术性能与国外同类产品一样的情况下,极具价格竞争优势。设备结构如下图:
通讯方案有四种大类可选:
:电缆、光缆
:230M
:CANPY
:GPRS、GSM
考虑造价及维护费用,选择公网通讯,考虑流量数据需实时上传且上传时间间隔较短,故本方案中采用公网的GPRS数据通讯
由于测流现场均为野外,无明用电可用,因此通讯设备的供电采用大蓄电池或太阳能电源方式,考虑蓄电池需一个月维护一次,由于测点多而分散,维护工作量很大,所以采用太阳能电源方式。现场由于没有建筑物可用,考虑防盗需求,需要在测点旁竖立电杆以便架设太阳能板及其他现场设备。
监控软件安装于管理站专用服务器上,并将依照《国家防汛指挥系统工程实时水雨情库表结构》制订的相关标准水情实时数据库,同时提供基于WEB方式的浏览、查询及统计等功能,具体如下:
:
:
:
①以报表形式显示各用水户的用水流量及累积用水量、
②各用水户用水量的对比分析统计
③各用水户的水费统计分析
④以及相关的统计分析报表等
一个测点的标准设备配置方案如下表:
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
超声波明渠流量计
HOH-L-01
套
1
包括流速水位传感器与二次仪表,标准通讯线10米
2
数据电缆线
4芯,(带通气孔)
根
1
最长200米
3
安装底座
台
1
4
GPRS通讯仪
只
1
5
电源
套
1
DC12V太阳能供电系统或AC220V电源
6
避雷器
套
1
电源防雷
7
保护箱
只
1
放置二次仪表及通讯仪等
8
附属土建设施
处
1
安装底座及布置信号线
9
监控管理软件
套
1
10
其他
三、系统网络结构示意图
其中:①流量计由水位流速传感器与终端机(二次仪表)组成;
②监控管理软件安装于服务器上,BS结构,管理者可在
任何地点上网登录查询及操控;
③服务器与固定IP最好租用电信运营商的。
四、设备安装方案
要求渠道有足够的顺直段,且满足前10后5的要求(即安装位置上游顺直段长度是渠宽的10倍,下游顺直段长度是渠宽的5倍)。现场在原测量断面位置下游约60米处靠近民房附近的位置基本满足要求,因此设备安装在该位置,如下图:
探头在横断面上的安装位置如下图:
探头尽量安装于渠道的底部,在有淤积的情况下可适当抬高安装位置10—20厘米。
有固定安装与便携式安装两种方式
1)固定安装:探头直接固定于渠道底部,电缆线从渠道底部沿渠壁引出。优点是安装质量高、不易挂草等;缺点是安装与维修时均需停水作业。
2)便携式安装:水下探头及电缆线安装于可拆卸支架上,再将支架安置与