[發明專利]一種基于小型灌渠測流系統的自動泥沙清除方法

有效

• 申請號: 201911274401.5
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110984061B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 金惠英;馮徑;丁學岐;張欣;耶楠;喻曉行;張瀚文
• 申請（專利權）人: 南京津碼智能科技有限公司
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02;E02B3/00;E02F5/28;E02F3/88;G06F17/18
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明公開了一種基于小型灌渠測流系統的自動泥沙清除方法，屬于水資源治理技術領域，建立小型灌渠測流系統，包括固定模式和動態模式兩種工作模式，解決了通過監測泥沙淤積厚度、水位和流速的變化，有效控制除泥沙的工作參數的技術問題，本發明通過感知實際泥沙厚度和水位、流速情況，計算所需提供的振動時長，產生足夠的振動力，減少泥沙沉積、固結的機會，利用渠道內水的自然流動性和沖刷管路，加速泥沙的流動。在不影響渠道測流和閘控系統正常工作的情況下，大大提高了泥沙型水渠閘控設備的測流精度和可靠性。

技術領域

本發明屬于水資源治理技術領域，涉及一種基于小型灌渠測流系統的自動泥沙清除方法。

背景技術

黃河流域，特別是陜甘寧地區年均降雨量少、水體泥沙含量大，農業灌溉主要依賴縱橫聯通的各類引水渠道。灌區的渠道分為干、支、斗、壟、毛等5個級別，斗口是落實農業灌溉用水精準計量的關鍵節點，便于標準化生產加工一體化閘控系統，如400mm×400mm、600mm×600mm、800mm×800mm的標準。目前，澳大利亞潞碧墾是世界上唯一一家擁有提供大規模自流灌溉系統能力的公司，國內主要有清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室對潞碧墾的閘門測控系統進行了技術改造，但改造后的產品在實際應用中的精度和可靠性不盡如人意。主要原因在于沒有解決泥沙淤積問題，以至于設備使用一段時間后，淤積的泥沙使得實際水位值偏差大，進而測流不準。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于小型灌渠測流系統的自動泥沙清除方法，解決了通過監測泥沙淤積厚度、水位和流速的變化，有效控制除泥沙的工作參數的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于小型灌渠測流系統的自動泥沙清除方法，包括如下步驟：

步驟1：建立小型灌渠測流系統，小型灌渠測流系統包括UVSR超聲波除泥沙振動單元、泥位計、水位計、沖刷管路和遠程采集終端RTU，UVSR超聲波除泥沙振動單元包括數個UVSR超聲波除泥沙振動器，泥位計和水位計分別用于測量泥位數據、水位數據和水流速數據，泥位計和水位計與遠程采集終端RTU通信；

遠程采集終端RTU控制UVSR超聲波除泥沙振動單元的開啟或關閉；

沖刷管路由增壓泵、水管和噴嘴組成，增壓泵安裝在流量測控設備與渠道側壁之間，直接吸取渠道中的水；噴嘴與增壓泵之間通過水管連接，噴嘴用于順水流方向實施沖刷，加大局部流速，沖走沉積；

步驟2：通過遠程采集終端RTU設置UVSR超聲波除泥沙振動單元的工作方式為固定模式和動態模式；

步驟3：當通過遠程采集終端RTU選擇UVSR超聲波除泥沙振動單元的工作方式為固定模式時，UVSR超聲波除泥沙振動單元根據以下步驟進行工作：

步驟A1：根據以下公式計算最大清淤時間間隔：

；

；

；

其中，T為清淤工作的時間間隔，t為清淤工作的持續時間，Q為泥沙淤積速度，單位為kg/m/s，r為清淤速度，單位為kg/m/s；

q為泥沙搬運率，單位為kg/m/s, 為泥沙平均粒徑，單位為mm，為水流速度，單位為m/s；對于增壓泵清淤過程，認為式中泥沙搬運率等于清淤速度日r，水流速度等于噴嘴出水速度；

T_max為計算出的最大清淤時間間隔；

步驟A2：根據最大清淤時間間隔T_max，考慮振動一定時間造成UVSR超聲波除泥沙振動單元自身明顯發熱的時長閾值T’，設置安全工作時長t和工作間隔T；

步驟A3：遠程采集終端RTU根據安全工作時長t和工作間隔T控制UVSR超聲波除泥沙振動單元的工作間隔；