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长江感潮段沿江引水闸过闸流量的自动控制

钱福军;钱江

【摘要】根据感潮河段水文特点,分析了感潮段沿江引水闸传统控制方式存在的缺

陷,提出了利用水闸自动监控实现水闸过闸流量的自动调节的方式,较好解决了传统

控制方式存在的缺陷.结合高港节制闸流量自动调节控制技术的应用,对该技术进行

了全面的介绍.

【期刊名称】《中国水利》

【年(卷),期】2014(000)010

【总页数】3页(P36-38)

【关键词】感潮河段;沿江引水闸;自动控制

【作者】钱福军;钱江

【作者单位】江苏省泰州引江河管理处,225321,泰州;江苏省泰州引江河管理

处,225321,泰州

【正文语种】中文

【中图分类】TV633;TP89

传统的水闸控制方式为强电就地控制和强电集中控制，随着计算机及自动控制技术

的应用，水闸的控制方式升级为计算机远方控制，管理人员可在控制中心实现对闸

门的远方操作。在大部分的水闸工程上，闸门开启高度及启闭顺序主要靠人工来进

行测算和控制：根据水闸的水位组合情况和上级调度指令要求，先查“始流时闸下

安全水位—流量关系曲线”，确定初始可泄放的最大流量，然后根据调度指令要

求的流量，从“闸门开高—水位—流量关系曲线”中查得闸门开启高度，当要求

达到的流量大于始流值时，则必须分步开启，过闸流量必须与上下游水位相适应，

使水跃发生在消力池内。开闸时由中间向两边依次对称开启，关闸时次序相反。

一、感潮河段沿江引水闸控制运用的特殊性

在水闸上下游河（渠）系水位变化度幅不大、不频繁时，上述控制方式基本满足了

水闸的使用要求。但长江下游感潮河段的沿江引水闸，侧水位受长江中上游暴雨洪

水和长江口海洋潮汐等综合因素的影响，变化幅度大、频繁，传统控制方式无法动

态跟随水位变化及时调节闸门开高，出现引水不足或超设计流量运行等情况。

一是水位变化的不规则性，往往使闸引水流量无法准确控制。过闸流量受上下游水

位组合及闸门开高双重因素影响，闸门不能及时跟踪调整，流量易失去控制。

二是保证工程安全应用，运值人员须按水位变化情况，查表测算开高，及时调整闸

门高度，以满足流量调度要求。运值人员劳动强度大，也难以及时调节。

三是流量调节不及时，对水闸效益发挥及工程安全带来不利影响。当长江水位下降

时，闸门开高不及时增加，造成引水不足，影响工程效益发挥；当长江水位上涨时，

闸门开高不及时降低，会造成超设计工况运行，给水闸工程本身及输水河道的安全

运行造成威胁。

二、感潮河段沿江引水闸过闸流量自动控制的实现

沿江引水闸运行调度多采用定流量控制方式，对日均流量和最大流量提出要求，利

用水闸自动监控实现水闸过闸流量的自动调节，既能保障调度指令的严格执行，又

能促进水闸的安全运用，减轻运行人员劳动强度，实现水闸控制运用自动化。

1.引流自动控制的基本方法和策略分析

实现定流量自动控制，即上下游水位变化后，可以自动调节闸门高度，保证实际流

量符合调度要求，同时可保证水闸的自身稳定和河道安全。当然，水闸的控制运用

首先须符合控制运用的相关规范，因此提出了感潮河段沿江引水闸引流自动控制策

略如下：

①按勘测设计部门提供的水闸控制应用条件，当下游水位低于消能设计计算时的安

全水位时，应控制始流，待下游水位升至安全水位以上后，方可正常控制运用。

②通过水文测流，率定流量经验公式，即流量大小与上游水位、下游水位、闸门开

高的关系。闸门开启的高度e可根据调度设定的流量Q设、上游水位H、下游水

位h计算得出。

③按照《水闸技术管理规程》要求，闸门开启由中间向两边分批依次对称开启，

关闭顺序相反，分批启闭时间间隔须根据闸门启闭速度和水流状态确定。

④由于水位不断变化，避免闸门启闭机频繁调节，要允许有一个合适的流量浮动范

围ε（ε根据运行情况总结得出）。当实际流量Q实在区间[Q设-ε,Q设+ε]内，

闸门不调节；当Q实（Q设-ε）时，闸门上升；当Q实（Q设+ε）时，闸门

下降。

⑤为确保在任何水位组合下水流平稳、水闸稳定、水跃均发生在消力池内，要求分

级启闭闸门，相邻闸门开启高差不得超过0.5m,逐级循环启闭至计算高度e。一个

操作循环结束，要留有合理的时间间隔，待水流平缓后，再进行下一个循环操作。

⑥为保证流量计算准确，上下游水位采集不宜紧靠闸室，而应将水位计设置在两岸

水面无横比降，无漩涡、回流、死水等现象发生的水流平顺的断面。

⑦为保证自动控制的安全可靠，除在启闭机上使用主令控制器设定上下限位外，可

在控制程序中设置上限位。

⑧遵循闸门启闭现场