随着计算机与信息化技术的快速发展,灌区信息化管理和水量计量自动化技术在世界范围内得到广泛应用。水资源调配系统和管理信息系统联网进行信息交换,实现资源共享,是未来灌区科技量水与用水管理的发展方向,也是现代化灌区信息化管理的必然要求。国内多地陆续引进澳大利亚Rubicon公司研发的全渠道控制设备,宁夏引(扬)黄灌区渠道水含沙量较大,有关该测流装备在高含沙水渠道的适宜性及其测流精度的研究较少。论文选择已安装Rubicon测控一体化闸门且传统无喉道量水槽设备依旧保护完好的宁夏中卫南山台扬水灌区为研究对象,在实地调研、走访灌区基层技术与管理人员、查阅并收集实时测流数据的基础上,通过整理分析测流数据资料、测速仪断面测流验证试验以及理论分析与数值模拟计算的方法,以无喉道量水槽测流数据为对照,对支渠测控一体化板闸在该扬黄灌区含沙水渠道的测流精度进行了研究。根据流体力学计算理论,分别建立了 Rubicon测控一体化闸门和无喉道量水槽的含沙水测流数学模型,利用ANSYS Fluent有限元软件,模拟分析了目标渠道在不同运行工况下,渠道水含沙量变化对测控一体化板闸与无喉道量水槽测流水力性能的影响。结合Rubicon测控一体化闸门的测流原理,探讨了渠道水含沙量影响测流精度的机制,对比分析了两种测流方法的测流结果以及数值模拟结果与实时测流数据的特点与规律。主要研究内容与研究结果如下:(1)选取灌区18条安装测控一体化板闸的支渠,对比分析测控一体化板闸和传统无喉道量水槽在整个灌溉期(汛期和非汛期)的测流数据。结果表明,大部分支渠测控一体化板闸测流值大于无喉道量水槽测流值,与汛期渠道水含沙量较大时的测流结果相比,非汛期测流结果质量更好,含沙水对测流精度有一定的影响;流速仪对上述测流数据进行校核的结果表明,测控一体化板闸测流相对误差大于无喉道量水槽。(2)测控一体化板闸水力性能的数值模拟结果表明,在设置的含沙量范围内,细颗粒泥沙对计量箱内水流的流动结构影响很小,其流速和湍动能都没有明显的变化,靠近闸孔部分水流的流速和湍动能相对较大,清水的湍动能大于含沙水的湍动能;收缩断面的流速随水深增大而先增大后减小,湍动能随含沙量的增大而减小,清水的湍动能最大,体现出一定的制紊作用。(3)无喉道量水槽水力性能的数值模拟结果表明,含沙量对无喉道量水槽流量系数和流量指数有一定的影响,含沙量越大,流量系数和流量指数越大。含沙量对无喉道量水槽测流精度有一定影响。(4)含沙量对测控一体化板闸测流精度的影响,主要在于不同浓度下不同粒径的沙粒在流体中的分布不同,使超声波在传播过程中产生了不同程度的衰减,导致信号触发点产生了偏移,影响时间差测量的准确性;其次,含沙量影响了计量箱内水流的湍动能分布,从而对超声波流量计测量精度产生了影响。针对含沙量如何影响测控一体化板闸测流精度的理论分析研究,可以为测控一体化量水设备在高含沙水渠道中的推广应用提供理论依据。