[00737824]长江防洪模型智能量测与控制系统

长江防洪模型项目是世界银行贷款“长江干堤加固项目”中的子项目。其实体模型范围从枝城至螺山长江干流，全长约377.9km，包括其间的主要支流、洞庭湖湖区及分蓄洪区等区域。由于模型规模大，边界条件复杂、水流流态、河床的冲淤部位和数量、泥沙运动规律等量测参数多，因此，智能量测与控制系统是项目研究的重重之重，也是模型实验的关键和基础。长江防洪模型智能量测与控制系统由测控中心与测控子系统组成测控数字网，采用集散式控制，各子系统的下位控制器独立进行功能处理，并上位操作站通信，实现各种参数实时采集与控制。系统技术性能指标为：1、通过对模型5个供水泵房13个进口的控制拖放非恒定流和模拟洪水演进。2、通过对模型的7个供沙系统的13个进口沙流量的控制使模型进口沙流量按设定目标流量输出。采用“变频器控制镙杆泵”加沙新工艺，解决加沙控制的精确计量与沙砾沉淀淤积问题。3、通过玻璃水槽流量控制系统使模型玻璃水槽的水流量按设定的目标流量输出。4、通过对模型上3处尾水门的自动控制，使尾门运动引起水位的涨落，从而达到复演天然河道水位变化过程的目的。尾部水位控制精度为0.3mm-0.5mm。5、通过设计增强型MODBUS通信协议，提高了协议对控制环境的适用性。采用多总线、防跑飞、防雷击、防电源接反和水位自动跟踪等技术，设计并实现了量程为400mm、精度达到0.01mm的高精度水位仪，用于完成水位自动测量。6、对模型的平面流场进行实时测量和显示，量测误差小于5.0%(模型流速＞10cm/s)，同步性＜4.0s；对断面垂线流速的分布进行实时测量、分析和显示，采样体积≤0.25cm<'3>，水平向流速范围：0-3.6m/s，垂直方向流速范围：0-0.9m/s，流速精度：1%，流速分辨率：0.01cm/s；并能够实现对比测量和对模型上个别地点的测量。7、在不停水的条件下，能够测量模型中模拟河道的淤面信息。8、由28路闭路电视完成影像监控，用于模型试验大厅工作现场录像及仪器设备的运行工况监控。该系统所采用的技术先进、设计新颖、结构合理、功能齐全。它的成功研制不仅实现了防洪模型各种参数的实时采集与控制，为模型试验提供可靠的量测数据，而且使模型实验量测与控制具有先进性、快速性、实用性和系统完备性。该系统的研制对于充分发挥以三峡工程为中心的长江防洪系统的作用，实现长江中下游地区可持续发展，具有重大的社会效益和经济效益。它不仅使水利科研条件得到先进科学技术的有力支撑，而且为建设中国一流的江河治理和防洪研究基地奠定了坚实基础。该系统的研究成果不仅直接为长江防洪决策服务，还可广泛地应用于中国大江大河大湖流域的防洪决策支持系统、防汛信息系统以及水资源综合管理支持系统，具有广泛的应用前景。