DB64_T 1965-2023 灌区测控一体化闸门应用技术导则.pdf

ICS 27.140 CCS P 59 64 宁夏回族自治区地方标准 DB 64/T 19652023 灌区测控一体化闸门应用技术导则 Technical Guide for Application of Integrated Sluice Gate for Measurement and Control in Irrigation District 2023-12-28 发布 2024-03-28 实施 宁夏回族自治区市场监督管理厅 发 布 DB 64/T 19652023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总则.3 5 选型及设计.3 6 设备关键技术性能要求.4 7 闸门控制系统.6 8 现场检测与后期维护技术支持.7 9 安装及验收.8 10 运行及维护.8 附录 A（规范性）测控一体化闸门测流精度比测技术要求.11 附录 B（规范性）数据采集要求.15 附录 C（规范性）符号、代号和缩略语说明.17 附录 D（规范性）协议结构.18 附录 E（规范性）传输指令.20 附录 F（规范性）数据解析方式.21 附录 G（规范性）设备终端主动上报指令结构.23 附录 H（规范性）系统服务主动下发指令结构.25 附录 I（资料性）设备常见的故障现象及解决方法.27 DB 64/T 19652023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由宁夏回族自治区水利厅提出、归口并组织实施。本文件起草单位：宁夏回族自治区水利工程建设中心、宁夏回族自治区水利科学研究院、宁夏回族自治区水利厅农村水利处、宁夏回族自治区灌溉排水服务中心、宁夏回族自治区水利信息中心、河北科鼎智能科技有限公司、宁夏回族自治区西干渠管理处、宁夏潞碧垦自动化灌溉设备有限公司。本文件主要起草人：齐敦哲、伏志梅、王海峰、武慧芳、黄译箴、王海永、杜立普、陈文婷、李金泽、贺明杰、朱洁、邹璇、李晓刚、吴雨、王兴熙、马金萍、袁琪、纪迎春、赵杰、温晓嵘、马薇、贾莉、薛智慧、牛东、白璐、尹亮、司小亮。DB 64/T 19652023 1 灌区测控一体化闸门应用技术导则 1 范围 本文件规定了灌区测控一体化闸门的选型及设计、关键性能及技术要求、安装及验收、运行及维护等的要求。本文件适用于宁夏回族自治区内灌区测控一体化闸门的建设及运行管理。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 2312 信息交换用汉字编码字符集 基本集 GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分 GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）GB 12632 单晶硅太阳电池总规范 GB/T 14173 水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范 GB 18030 信息技术中文编码字符集 GB 18173.2 高分子防水材料 第2部分：止水带 GB/T 21303 灌溉渠道系统量水规范 GB/T 28714 取水计量技术导则 CJ/T 257 铝合金及不锈钢闸门 JB/T 5276 小功率直流电动机通用技术条件 SL 180 水文自动测报系统设备遥测终端机 SL 223 水利水电建设工程验收规程 SL/T 324 水文数据库表结构及标识符 SL 381 水利水电工程启闭机制造安装及验收规范 SL/T 478 水利数据库表结构及标识符编制总则 SL 502 水文测站代码编制导则 SL 588 水利信息化项目验收规范 SL 635 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-水工金属结构安装工程 SL/T 701 水利信息分类与编码总则 SL/T 812 水利监测数据传输规约 SZY 206 水资源监测数据传输规约 T/CIDA 0006 测控一体化闸门技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。DB 64/T 19652023 2 测控一体化闸门 integrated gate of water measurement and control 集流量计量、闸门控制、供电、实时监控和无线通信等功能于一体的轻型闸门，包括堰槽式、箱涵式和管涵式三种类型。整体式测控一体化闸门 integral measurement and control integrated gates 闸门和测流装置安装在同一位置的测控一体化闸门，包括堰槽式、箱涵式和管涵式三种类型。堰槽式测控一体化闸门 flumegate 通过调节堰顶高度调节流量的顶面溢流式整体式测控一体化闸门。箱涵式测控一体化闸门 slip-meter 前后贯通的长方体测流设备与孔口式闸板完全融合而成，通过控制闸板开度调节流量的整体式测控一体化闸门。管涵式测控一体化闸门 piko-meter 前后贯通的圆柱体测流设备与孔口式闸板完全融合而成，通过控制闸板开度调节流量的整体式测控一体化闸门。前控后测集成模式 pre-control and post-test integrated mode 闸门和测流装置分开设置的测控模式。闸门安装在闸口，测流装置（无喉道量水槽、巴歇尔槽、测流箱、雷达流量计、超声波水位计等）安装在闸后渠道稳流段，闸门开启与测流保持协调关系。自动控制闸门 automatic control gates 只具备闸门控制、供电、实时监控和无线通信等功能于一体的轻型闸门。测流箱 flow box 用于测控一体化闸门水量测量的设备，通常由箱体、连接法兰等组成，测箱内安装测流传感器、水位传感器、信号处理等元器件，结构为矩形或圆形。太阳能供电系统 solar power system 采用太阳能为闸门提供电源的系统，包括太阳能板、蓄电池、立杆及附属设施。通讯系统 communication system 测控一体化闸门与远端控制系统进行信息传输的设备、技术的总称，包括路由器、网关、通讯模块（含通讯卡）等，以及完成信息传输过程的软件技术服务。闸门控制系统 gate control system 部署在运行管理单位或云服务器端，以计算机为基础的测控一体化闸门监控系统，可以对现场的闸门设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功能。终端地址 terminal address 系统中终端设备的地址编码，简称终端地址。DB 64/T 19652023 3 水利云 water conservancy cloud 基于自治区政务云的全自治区水利数据资源汇集、存储、计算、共享、管理的基础性公共服务平台。水联网数据采集平台 acquisition platform for internet of water data 基于水利云的汇集各类涉水感知终端数据采集、网络传输、远程控制的数据采集平台。4 总则 测控一体化闸门工程设计应结合灌区发展规划，适应灌区灌溉管理水平，达到工程设计合理、设 备选型科学、设施运行可靠、便于维护和管理的目标。测控一体化闸门工程建设的布局和布置应满足以下条件：a)宜布局于灌溉条件完善、灌溉工程完好、运行管理机构健全的灌区；b)建设应满足灌区正常的灌溉、调度及灌区现代化管理要求，便于维修管理；c)测量精度应满足 GB/T 28714 等要求；d)安全性、稳定性应满足 GB/T 14173 等要求。测控一体化闸门的选型设计、安装调试、验收和运行、维护等除符合本文件规定外，还应符合国家、行业和宁夏现行相关规范标准。测控一体化闸门数据应符合本文件规定的数据格式及采集要求，各类采集设备数据应接入水联网数据采集平台，存储于水利云。运行管理单位应为测控一体化闸门数据中心提供运行监控主机、应用集成、安全防护等基础服务；水利云为测控一体化闸门提供云服务，运行管理单位依据本文件做好灌区测控一体化闸门数据的收集、备份、应用、传输、共享及安全工作。新建（改扩建）的测控一体化闸门控制系统，应采用具备远程数据采集、实时监测、在线升级、边缘分析等功能的云边端融合技术。应采取可靠的网络安全措施保障设备及应用系统的网络安全。5 选型及设计 测控一体化闸门规划布局应遵循以下原则：a)应坚持系统思维，保证灌区上下游量测控设施选型和计量精度的一致性；b)应与国家、自治区有关水利、节水、区域农业发展规划相协调，遵循灌溉需求，逐步缩小监测单元；c)应充分考虑渠道进水口工况条件、水流条件等，一般应水流平顺、断面规则、渠基稳固；d)应综合灌区工程运行管理水平、用户经济承受能力等因素，合理选择测控模式，做到经济合理，运行可靠。测控一体化闸门选型设计应遵循以下原则：a)测控一体化闸门应满足灌区正常灌溉、调度及灌区管理要求，便于正常维修管理；其测量精度应满足灌区量测水要求；其安全性、稳定性应满足现有灌区闸门规范要求；b)选型应采用先进、成熟、经济适用的技术和设备；优先保证设备的控制可靠性、信号传输安全性和抗干扰性、测流的稳定性；c)对有防洪要求或受防洪影响的测控一体化闸门，应合理确定建筑物防洪标准并考虑设备满足排洪流量要求；DB 64/T 19652023 4 d)闸门设计流量应根据控制面积、灌溉定额、灌溉制度等进行计算，参照控制渠道近三年实际运行流量确定，并按闸后渠道的过流能力校核；e)渠道直开口、分水口优先选择整体式测控一体化闸门；闸门尺寸1.2m 时，从经济性考虑不宜选用箱涵式测控一体化闸门；渠道分水口、直开口400mm，如有测流需求，从经济性考虑宜选用管涵式测控一体化闸门；f)节制闸、分水闸起到调节上下游水位，并需要进行水量计量的，宜选用堰槽式测控一体化闸门；g)支斗渠分水口及闸门设备完好的控制性水闸改造，可采用前控后测集成模式，安装后置测箱时应合理计算局部水头损失，收缩比不宜0.8，闸后渠道流量较大情况，不宜采用测箱的，可选用雷达流量计等测流设备；h)最小计量单元以下新建、改建或没有测流需求的渠道，如有需要，可安装自动控制闸门或改造原有闸门实现控制功能；i)渠道分水口淤积严重、水流紊乱、年运行次数较少等情况下，宜采用前控后测集成模式；j)渠道分水口测控一体化闸门门框离渠顶的高度在满足检修维护要求的基础上应相对统一。水工建筑物设计应满足以下要求：a)新建、改建闸门水工建筑物应具备较好的水力条件，避免进水口泥沙、杂物淤积，有利于测控一体化闸门安装及使用；b)闸门建筑物进口翼墙在干渠处宜采用锥形墙，在田间宜采用八字墙，并保证进水口水流对称；测控一体化闸门安装胸墙应尽量前移，以减少测箱两侧淤积，同时避免影响渠道正常行水和过流；有条件的，可结合 BIM 模型进行流态分析，优化进水口结构型式；c)安装测控一体化闸门时，渠道出水涵洞尺寸不宜小于测箱口径尺寸，必要时在闸后建设一定长度的顺直段，避免闸后尺寸骤变及出水回流；d)前控后测集成模式中测流装置应安装在稳流段，测流装置及稳流段符合 GB/T 21303 的规定。附属设施设置应满足以下要求：a)应设置控制检修平台，平台结构型式及尺寸根据现场渠堤宽度、安装要求、检修要求、运行维护要求等实际情况合理确定；b)临水栏杆设置应满足安全防护和运行管理要求，宜采用钢制栏杆，高度应1.2m；c)相邻取水口距离较近时，应共用太阳能供电系统。6 设备关键技术性能要求 基本要求 6.1.1 测控一体化闸门应具备以下基本功能：a)自动进行闸门过流量测，将水量信息通过标准通讯协议采集并连续传输；b)可根据设定的开度、流量、闸前水位现地控制闸门，通过计算机和通信网络系统远程控制启闭闸门及流量调节；c)自动识别、判断设备故障并按预置程序进行处理，将故障信息通过通讯系统反馈至闸门控制系统和控制中心，可自动检测、故障诊断及预警。6.1.2 测控一体化闸门控制模式应具备以下功能：a)应具有开度控制、流量控制两种控制模式；堰槽式测控一体化闸门应具有流量控制、闸前水位控制两种控制模式；b)应具