渠道量控一体化闸门

任务来源：

技术领域：11

技术来源：国家计划。“渠道量控一体化闸门”基于国家重点研发计划项目课题“灌溉多水源优化调度配置技术与方法”开发。发明创造名称：一种流量监测方法、装置、设备及可读存介质。专利号：ZL201910584822.1。

技术原理

该设备利用具有自主知识产权的超声波矩阵测流算法，结合CFD数值模拟和参数动态调整，精确识别流场变化规律，实现高精度测流，测流精度小于5%。采用手机APP远程控制、现场监控台控制和手动控制，能够适应不同应用场景和应急状况下闸门启闭要求，通过机器间自主计算，实现全渠道量控一体化。

技术特色

（1）设备由启闭结构、箱体、主机、采集控制模块和供电系统组成，获取的渠道流量、水位信息通过4G无线传回灌区高效用水测控系统中央服务器，供管理者准确、迅速了解渠系水流动态，便于灌区管理。（2）融合最新研究成果的超声波矩阵测流模型，模型参数动态调整可达到更高测流精度，测流精度小于5%。（3）设备采用独特的驱动结构，精度更高，闸门起闭精度精确到小于1mm，且不受悬浮物影响；精确测定渠道水位；（4）太阳能供电或市政供电。（5）标准化的产品尺寸结构，可根据适宜流量范围进行型号选择。

技术指标

（1）融合最新研究成果的超声波矩阵测流模型，适用水源高含沙水条件，测流精度小于5%。（2）基于中国移动OneNET云平台，系统运行更加稳定可靠。（3）基于CFD的过渡段优化配套技术，防止泥沙淤积。（4）采用螺杆传动设计，起闭控制精度小于1mm。（5）高性能超声波测流电路设计，最大可测定2m×2m断面。

应用范围及前景

适用于灌区水资源高效管理，主要应用于渠系流速精确化测量和输水流量精准化控制。该产品已应用于庆安县和平灌区、运城市尊村灌区等灌区推广应用，解决了频繁起闭、连续供水、多闸门联动、高含沙率等突出问题。典型应用案例：案例1：庆安县和平灌区。该灌区为东北水田灌区，闸门起闭频繁，对系统的可靠性和控制精度要求较高，研发的渠道量控一体化闸门能够很好地适应水田灌区的灌溉用水管理要求，实现支渠、斗渠、农渠的精准用水控制与计量，改变了农民传统的“长流水”用水习惯，解决了上游水多、下游水少的难题。案例2：运城市尊村灌区：该灌区属于引黄灌区，研发的渠道量控一体化闸门很好地解决了固体颗粒对计量精度影响，测流模拟在0.5%含沙率条件下精度好于5%，同时，通过基于CFD模拟的导流段设计很好地解决箱体泥沙淤积问题，使系统处于不淤运行工况，运行效果良好。

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胡雅琪

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中国水利水电科学研究院

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