在保证行洪安全情况下,尽量减少截流井溢流量,是水环境项目的核心要求之一。随着水环境项目管理水平的提升,对截流井的溢流量测量的稳定性、可靠性和精度提出更高的要求。管控截流井的溢流量,越来越成为各地主管部门的管理重点。
通常,截流井与河道和排口的距离很近、流场的扰动明显;在这种水力条件下,截流井溢流量并不适合采用矿用本安型流量计、超声波流量计或超声波时差法流量计进行测量。
适合截流井翻转堰/堰板式可调堰的溢流量测量的方法和设备选择。
1 矿用本安型流量计可调堰的作用
截流井中翻转堰/堰板式可调堰是在截流井的拦蓄范围内,控制截留井高水位,并根据需要设定不同条件下调节翻转堰的升降,从而调节截留井的水位。
通过上下游设置的两个液位计,可以兼具行洪与防止倒灌功能:
➜ 当截留井水位快速上升,超过设定值后,翻转堰自动降低,截留井的合流水外泄,截留井水位降低;
➜ 当溢流口的水位超过截留井的水位时,翻转堰快速上升,避免河水倒灌。
可以激活管网或河道的拦蓄空间,在不影响行洪断面的前提下,减少溢流频次和溢流量。而截流井的溢流量,可以直接导致水环境的恶化。
矿用本安型流量计截流井溢流量的实时和稳定测量,是水环境项目长期运行的关键因素之一。
2 矿用本安型流量计流量的测量原理
截流井溢流量的测量,通常可以采用液位测量的方式,并基于Manning-Principle曼宁原理进行水力学计算,获得溢流量。
➜如上所述,通常在翻转堰/堰板式可调堰的上下游设置液位计,实时测量液位,用于控制堰门的开启和关闭。根据此两个液位计的测量液位值,结合适合的水力学公式,可以结算溢流量。之前介绍的文丘里,也是类似的测量思路。
➜ 也可以选择倾角测定仪,根据堰门的旋转角度,计算溢流量;
根据现场的应用条件,可以选择不同的安装位置和水力学计算公式。
2.1 矿用本安型流量计有回水的情况
当有回水情况下,可以用上下游的液位计测量上下游的液位差。
➜ 接收水的回水会影响液位测量精度;
➜ 使用水力计算的方式,通过前后液位测量优化流量测量结果。
2.2 矿用本安型流量计有切向进水的情况
可以采用两台超声波液位计进行同步测量,测量不同位置的液位差。
这种方式应用在:❶ 切向进水门槛;❷ 活动堰;❸ 使用水力计算的方式,通过前后液位测量优化流量测量结果。
2.3矿用本安型流量计 倾角测定仪
倾角测定仪采用电容测量法测量堰门的倾角(角度测量),并根据自流条件下的Manning-Principle曼宁原理的Q/h关系,获得流量。
3 矿用本安型流量计的组合测量
根据上面的分析,我们建议将超声波液位计和倾角测定仪进行组合测量,用于翻转堰/堰板式可调堰的溢流量测量。这个系统主要由下面的设备组成:
难。
4 设备选择
翻转堰/堰板式可调堰溢流量的测量系统,由超声波液位计和倾角测定仪组成。此设备组合,可以解决翻转堰/堰板式可调堰出水自流、回水等不同情况下的流量测量问题。