湯河水庫輸水道測流系統(tǒng)改造措施

唐慶艷 邊可斌 遼寧省湯河水庫管理局，遼寧遼陽 111000

湯河水庫輸水道測流系統(tǒng)改造措施

唐慶艷 邊可斌 遼寧省湯河水庫管理局，遼寧遼陽 111000

文章介紹了湯河水庫原輸水道測流系統(tǒng)設(shè)備嚴(yán)重老化，已不能滿足水庫發(fā)展需要，提出改造的必要性、可行性，以及系統(tǒng)設(shè)計施工。全面重點介紹了新系統(tǒng)在諸多方面的優(yōu)越性能。

湯河水庫；測流系統(tǒng)；改造

1 湯河水庫概況

湯河水庫位于太子河支流湯河干流上，水庫控制流域面積為1228km2，樞紐工程坐落在遼陽市弓長嶺區(qū)湯河鎮(zhèn)境內(nèi)，1969年建成并投入運行，是一座以防洪、工業(yè)及城市生活用水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大Ⅱ型水利樞紐工程，工程按百年一遇洪水設(shè)計，可能最大洪水校核，正常高水位為109.36m，相應(yīng)庫容3.83億m3；設(shè)計洪水位111.46m，相應(yīng)庫容4.53億m3；最高洪水位117.86m，相應(yīng)庫容7.07億m3；興利庫容3.59億m3，防洪庫容3.68億m3，總庫容為7.07億m3。樞紐工程主要由黏土斜墻壩、溢洪道、輸水洞、水電站四部分組成,工程最大組合下泄流量為2995 m3/s，其中輸水洞為282m3/s、溢洪道為2713 m3/s。

2 設(shè)備運行情況

輸水道測流系統(tǒng)位于輸水洞尾水渠下游120m處，設(shè)備包括控制臺、絞車、行車架和鉛魚等，該系統(tǒng)于1969年建成并投入使用，如今系統(tǒng)嚴(yán)重老化，陳舊的測流設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代水文工作的需要，設(shè)備改造勢在必行。

3 系統(tǒng)改造方案

系統(tǒng)改造要求在滿足實用性的前提下，還要具備一定的可兼容性和可擴展性。

3.1 半自動方式

在現(xiàn)代水文發(fā)展過程中，水文纜道測流設(shè)備已經(jīng)具備全自動功能，特別是湯河水庫輸水道是非常理想化的標(biāo)準(zhǔn)河道，完全滿足室外全自動方案。但是考慮設(shè)備年平均使用次數(shù)僅在3次左右，使用率不高，所以采用半自動方案進(jìn)行設(shè)計，同時具備手動功能，既滿足工作需要，又節(jié)省投入資金。

3.2 保留原有測流房屋

現(xiàn)有測流房屋結(jié)構(gòu)比較堅固、實用，使用方面能夠滿足改造后的系統(tǒng)，所以在方案設(shè)計時，不改變測流房主體結(jié)構(gòu)，只是在外觀上進(jìn)行重新美化。并且考慮到房屋地處野外，警衛(wèi)人員巡查難度大，為了保證房屋和設(shè)備不受損壞，采用防盜門的方式設(shè)計加工五個窗戶，在防盜門上直接開口，開口處通過主索和循環(huán)索，這樣做既保證房屋美觀、實用，又節(jié)省資金。

3.3 封閉式循環(huán)索道

受空間、場地的限制，測流鉛魚防止丟失要收回到屋內(nèi)，所以采用封閉式循環(huán)索道。為避免循環(huán)索發(fā)生滑車，在循環(huán)索道適當(dāng)位置增加配重錘。

3.4 鐵塔

湯河水庫為國家AAAA 級水利風(fēng)景區(qū)，鐵塔在外觀設(shè)計上要與整體環(huán)境相融合，并且受測流房內(nèi)高度限制，河道對岸索道下方的甬路要能夠過人，做到人性化設(shè)計，滿足兩方面的需要。

4 水文纜道半自動測控裝置

按照設(shè)計方案的要求，有針對性地進(jìn)行設(shè)備選型。DW2004-8型水文纜道半自動測控裝置系統(tǒng)集交流變頻調(diào)速技術(shù)，PLC可編程控制技術(shù),光柵編碼測距技術(shù)，自動定位控制技術(shù)，纜道測流技術(shù),纜道采樣技術(shù)和纜道無線信號傳輸技術(shù)于一體，設(shè)備主要由控制系統(tǒng)和絞車系統(tǒng)兩部分組成。

4.1 控制系統(tǒng)

包含纜道定位測距儀、水文流速測算儀、纜道綜合信號源、光柵編碼傳感器?？蓪崿F(xiàn)對測流鉛魚的出車、回車、下降、提升運行的無級變速控制，出車、回車位置測量、顯示和下降、提升的位置測量、顯示，以及在全斷面范圍內(nèi)的流速測量功能，控制臺設(shè)有測點自動減速停車功能和河底信號停車功能，以及水面信號校零功能。

纜道綜合信號器由纜道綜合測流信號源和纜道綜合信號接收器兩部分組成，其特點是可將水面信號、流速信號、河底信號變?yōu)轭l率不同的音頻信號，由纜道地回路發(fā)回，而接收器由于采用了先進(jìn)的鎖相環(huán)音頻譯碼電路、靈敏度高、抗干擾能力強，從而可在行車過程中將信號取出，可靠的完成纜道測流、測深或采樣。

4.2 絞車系統(tǒng)

絞車系統(tǒng)主要包含纜道絞車、鉛魚、行車架和滑輪組。

4.2.1 纜道絞車

驅(qū)動電機采用普通三相交流電機，絞車同時具備電動和手動兩種功能。

4.2.2 鉛魚

鉛魚重量為75kg，中低水位可旋轉(zhuǎn)懸掛，帶有河底托盤信號開關(guān)。

4.2.3 行車架

三角行車架長0.60m,具有7個雙軸承滑輪。

4.2.4 滑輪組

設(shè)備安裝使用的滑輪全部采用Φ100雙軸承滑輪，熱鍍鋅防腐技術(shù)，美觀實用。

4.3 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)設(shè)備具有技術(shù)先進(jìn)、運行穩(wěn)定、操作簡便等特點，能利用半自動或手動方式進(jìn)行河道斷面流量測量工作。

4.4 水文纜道半自動測控裝置示意圖

圖1 水文纜道示意圖

5 技術(shù)指標(biāo)

5.1 絞車控制系統(tǒng)：

控制臺箱體尺寸為1.2m×0.7m×1.1m，供電電源為380V動力電，驅(qū)動采用0.5kW～15kW普通三相交流電機，行車速度為0～1.0m/s，電機變頻頻率為0～50Hz，減速止動時間小于1s，具備河底和測點停車控制功能，起點距控制準(zhǔn)確度不大于±0.1m，入水深控制準(zhǔn)確度不大于±0.02m。

5.2 纜道測距儀

采用YGM 光電增量編碼傳感器，計數(shù)顯示起點距為-99.9～999.9m，同時具有纜道弧度修正功能，入水深度計數(shù)顯示為-9.99～99.99m，修正系數(shù)為0.004～1.000，顯示器為16×2大字符LCD液晶屏，采用RS485通信接口。

5.3 水文流速測算儀

測算儀不受接觸絲抖動影響，滿足各種轉(zhuǎn)子式流速儀，適用3000HZ的音頻信號，靈敏度優(yōu)于2mV，采用16×2大字符LCD液晶顯示屏，能夠顯示當(dāng)前流速儀K值、歷時T、信號數(shù)N、流速V，測速范圍為0.010～9.999m/s，計時誤差不大于±0.1%；測算誤差不大于±0.1%，采用RS485通信接口。

5.4 纜道綜合信號器

電源采用7.2V可充電電池，待機狀態(tài)下電流小于0.2mA，工作狀態(tài)電流小于9mA，水面信號頻率為2500Hz，流速信號頻率3000Hz，河底信號頻率3500Hz，接收靈敏度不大于1.0mV。

6 結(jié)束語

湯河水庫輸水道測流系統(tǒng)改造后，不但改善了水庫水文測驗硬件設(shè)施，而且使水庫的水文管理工作上升到一個新的臺階，為今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.092

唐慶艷 女 1969年出生，本科，工程師，現(xiàn)從事水文測驗和水情調(diào)度工作。

邊可斌 男，1971年出生，本科，高級工程師，現(xiàn)從事設(shè)備運行管理與維護(hù)工作。