汤河水库输水道测流系统改造措施

唐庆艳 边可斌 辽宁省汤河水库管理局，辽宁辽阳 111000

汤河水库输水道测流系统改造措施

唐庆艳 边可斌 辽宁省汤河水库管理局，辽宁辽阳 111000

文章介绍了汤河水库原输水道测流系统设备严重老化，已不能满足水库发展需要，提出改造的必要性、可行性，以及系统设计施工。全面重点介绍了新系统在诸多方面的优越性能。

汤河水库；测流系统；改造

1 汤河水库概况

汤河水库位于太子河支流汤河干流上，水库控制流域面积为1228km2，枢纽工程坐落在辽阳市弓长岭区汤河镇境内，1969年建成并投入运行，是一座以防洪、工业及城市生活用水为主，兼顾灌溉、发电、养鱼等综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程，工程按百年一遇洪水设计，可能最大洪水校核，正常高水位为109.36m，相应库容3.83亿m3；设计洪水位111.46m，相应库容4.53亿m3；最高洪水位117.86m，相应库容7.07亿m3；兴利库容3.59亿m3，防洪库容3.68亿m3，总库容为7.07亿m3。枢纽工程主要由黏土斜墙坝、溢洪道、输水洞、水电站四部分组成,工程最大组合下泄流量为2995 m3/s，其中输水洞为282m3/s、溢洪道为2713 m3/s。

2 设备运行情况

输水道测流系统位于输水洞尾水渠下游120m处，设备包括控制台、绞车、行车架和铅鱼等，该系统于1969年建成并投入使用，如今系统严重老化，陈旧的测流设备已经不能满足现代水文工作的需要，设备改造势在必行。

3 系统改造方案

系统改造要求在满足实用性的前提下，还要具备一定的可兼容性和可扩展性。

3.1 半自动方式

在现代水文发展过程中，水文缆道测流设备已经具备全自动功能，特别是汤河水库输水道是非常理想化的标准河道，完全满足室外全自动方案。但是考虑设备年平均使用次数仅在3次左右，使用率不高，所以采用半自动方案进行设计，同时具备手动功能，既满足工作需要，又节省投入资金。

3.2 保留原有测流房屋

现有测流房屋结构比较坚固、实用，使用方面能够满足改造后的系统，所以在方案设计时，不改变测流房主体结构，只是在外观上进行重新美化。并且考虑到房屋地处野外，警卫人员巡查难度大，为了保证房屋和设备不受损坏，采用防盗门的方式设计加工五个窗户，在防盗门上直接开口，开口处通过主索和循环索，这样做既保证房屋美观、实用，又节省资金。

3.3 封闭式循环索道

受空间、场地的限制，测流铅鱼防止丢失要收回到屋内，所以采用封闭式循环索道。为避免循环索发生滑车，在循环索道适当位置增加配重锤。

3.4 铁塔

汤河水库为国家AAAA 级水利风景区，铁塔在外观设计上要与整体环境相融合，并且受测流房内高度限制，河道对岸索道下方的甬路要能够过人，做到人性化设计，满足两方面的需要。

4 水文缆道半自动测控装置

按照设计方案的要求，有针对性地进行设备选型。DW2004-8型水文缆道半自动测控装置系统集交流变频调速技术，PLC可编程控制技术,光栅编码测距技术，自动定位控制技术，缆道测流技术,缆道采样技术和缆道无线信号传输技术于一体，设备主要由控制系统和绞车系统两部分组成。

4.1 控制系统

包含缆道定位测距仪、水文流速测算仪、缆道综合信号源、光栅编码传感器。可实现对测流铅鱼的出车、回车、下降、提升运行的无级变速控制，出车、回车位置测量、显示和下降、提升的位置测量、显示，以及在全断面范围内的流速测量功能，控制台设有测点自动减速停车功能和河底信号停车功能，以及水面信号校零功能。

缆道综合信号器由缆道综合测流信号源和缆道综合信号接收器两部分组成，其特点是可将水面信号、流速信号、河底信号变为频率不同的音频信号，由缆道地回路发回，而接收器由于采用了先进的锁相环音频译码电路、灵敏度高、抗干扰能力强，从而可在行车过程中将信号取出，可靠的完成缆道测流、测深或采样。

4.2 绞车系统

绞车系统主要包含缆道绞车、铅鱼、行车架和滑轮组。

4.2.1 缆道绞车

驱动电机采用普通三相交流电机，绞车同时具备电动和手动两种功能。

4.2.2 铅鱼

铅鱼重量为75kg，中低水位可旋转悬挂，带有河底托盘信号开关。

4.2.3 行车架

三角行车架长0.60m,具有7个双轴承滑轮。

4.2.4 滑轮组

设备安装使用的滑轮全部采用Φ100双轴承滑轮，热镀锌防腐技术，美观实用。

4.3 系统功能

系统设备具有技术先进、运行稳定、操作简便等特点，能利用半自动或手动方式进行河道断面流量测量工作。

4.4 水文缆道半自动测控装置示意图

图1 水文缆道示意图

5 技术指标

5.1 绞车控制系统：

控制台箱体尺寸为1.2m×0.7m×1.1m，供电电源为380V动力电，驱动采用0.5kW～15kW普通三相交流电机，行车速度为0～1.0m/s，电机变频频率为0～50Hz，减速止动时间小于1s，具备河底和测点停车控制功能，起点距控制准确度不大于±0.1m，入水深控制准确度不大于±0.02m。

5.2 缆道测距仪

采用YGM 光电增量编码传感器，计数显示起点距为-99.9～999.9m，同时具有缆道弧度修正功能，入水深度计数显示为-9.99～99.99m，修正系数为0.004～1.000，显示器为16×2大字符LCD液晶屏，采用RS485通信接口。

5.3 水文流速测算仪

测算仪不受接触丝抖动影响，满足各种转子式流速仪，适用3000HZ的音频信号，灵敏度优于2mV，采用16×2大字符LCD液晶显示屏，能够显示当前流速仪K值、历时T、信号数N、流速V，测速范围为0.010～9.999m/s，计时误差不大于±0.1%；测算误差不大于±0.1%，采用RS485通信接口。

5.4 缆道综合信号器

电源采用7.2V可充电电池，待机状态下电流小于0.2mA，工作状态电流小于9mA，水面信号频率为2500Hz，流速信号频率3000Hz，河底信号频率3500Hz，接收灵敏度不大于1.0mV。

6 结束语

汤河水库输水道测流系统改造后，不但改善了水库水文测验硬件设施，而且使水库的水文管理工作上升到一个新的台阶，为今后的发展奠定了坚实的基础。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.092

唐庆艳 女 1969年出生，本科，工程师，现从事水文测验和水情调度工作。

边可斌 男，1971年出生，本科，高级工程师，现从事设备运行管理与维护工作。