超声波流量计在南水北调中线工程中的应用

一步探讨了仪器误差分析及校验。

　　南水北调中线工程是我国一项跨流域、跨省市的特大型水利工程,它从长江支流汉江上游的丹江口水库引水至北京市团城湖,全长约1267km,工程计划于2014年全线完工。南水北调中线工程线路长,水流量大,需要建立一套科学、有效的全线自动化调度系统来监控其运行,而科学调水离不开对水流量的精确测量,因此水流量测量是南水北调中线工程调度运行中的一个重要环节。随着电子、计算机和材料技术的不断深入发展,超声波流量计正在得到越来越广泛的应用,南水北调中线工程就普遍使用了时差式超声波流量计,本文即对其应用情况进行简要介绍。

　　1　工程运行方式及设备选型

　　1·1　工程运行与控制

　　南水北调中线工程从长江支流汉江上的丹江口水库引水,沿伏牛山和太行山山前平原布置,以明渠结合倒虹吸和渡槽自流输水,进入北京境内经大型泵站加压后改以地下PCCP管道和暗涵形式输水,终点为北京颐和园团城湖。其中京石段工程南起石家庄古运河节制闸,北至北京团城湖,全长307km,已于2008年10月建成并投入运行,经过近一年的试供水运行,从河北的王快、黄碧庄水库共计向北京输水约3·3×108m3,产生了良好的社会与经济效益。

　　为了实现对渠道水位和流量的控制,在渠道中倒虹吸出口设置一定数量的节制闸,整个渠道由节制闸分隔为一个个短的渠段,每个渠段类似于一个小水库,长距离的输水渠道即由这些小水库串联而成,通过控制这些小水库来控制整个渠道水流。此外,在渠道沿线设置若干分水闸门,用于向沿途地区供水,在河北与北京交界处设置大型泵站一座,用于向北京加大流量供水。工程采用倒虹吸出口节制闸、分水口闸、退水闸进行输水控制,全线共有闸(阀) 67个,分为六类:节制闸10个、分水闸22个、退水闸13个、排冰闸1个、倒虹吸工作闸12个、泵站1座和　　其他类型8个。

　　闸门控制与渠道水力学过程有关,在保证水位变化率在允许值范围内实现输水,因此选用“下游常水位”(即闸前常水位)方式作为渠道的运行控制方式,以流量作为控制输出。中线总干渠现阶段通水设计流量为21~25m3/s。

　　1·2　设备选型

　　南水北调中线京石段水源取自水库,水质较清,因此选用时差式超声波流量计。引水流道水工结构形式主要为明渠和PCCP管道(混凝土预应力管)。依据全线闸门的重要程度及功能区分,分别选择8声道、4声道和2声道换能器,在部分小管径分水口处设置电磁式流量计。京石段超声波流量计选用了瑞士rittmeyer设备,流量计安装位置及选型配置见表1。