异形断面测流技术丨引汉济渭工程中的超声波流量计“破局”记

引汉济渭工程的核心输水隧洞多为马蹄形断面设计，这种断面虽能增强隧洞结构稳定性、适应复杂地质条件，却给流量计安装带来了“先天挑战”。常规圆形断面可通过对称布点确保测量覆盖度，而马蹄形断面的不规则弧度导致水流速度分布差异大，若传感器安装位置偏差几厘米，就可能造成数据偏差。同时，工程部分区段因输水调度需求，常处于超低水位运行状态，水流速度慢、扰动小，传统流量计无法计量，难以满足工程对“每一滴水都可追溯”的计量要求。

面对双重难题，清万水技术团队没有选择“将就”，而是以工程需求为导向，开启了定制化解决方案的研发。为适配马蹄形断面，团队先通过流体力学模拟软件，对不同水位、流量下的断面流速分布进行了CFD仿真计算，最终确定了“八组传感器交叉布点”方案——将传感器科学的分布在安装在断面，形成立体监测网络，确保水流无论在高水位还是低水位，都能被超声波信号全面覆盖。

针对超低水位测量难题，清万水技术团队对流量计算法进行了专项优化。通过引入“动态阈值补偿技术”，当水位低于所有换能器时，设备会自切换算法，让超低水位下的流量测量依然保持准确和稳定。此外，因隧洞内潮湿且有壳菜生长等恶劣情况，清万水技术团队还为传感器定制了耐腐蚀合金外壳和防水密封接口，确保设备在长期运行中不受环境影响。

当设备完成安装并投入试运行时，数据监测结果让所有人眼前一亮。在超低水位流量工况下，清万水提供的明渠流量计测量误差始终保持在±1%以内，符合工程要求的标准。即使在隧洞水位波动、水流工况变化时，数据依旧保持稳定，成功实现了“全天候、高精度”计量。用户在现场核验时，对设备的运行表现给予高度评价：“没想到这么复杂的工况下，流量计还能做到这么准确，这为工程水资源调度提供了可靠的数据支撑！”

如今，随着引汉济渭工程的逐步通水，这些超声波流量计正如同“水流哨兵”，日夜守护着汉江水流向关中的每一段旅程。它们的成功应用，不仅破解了复杂断面、超低水位流量场景下的计量难题，更彰显了技术创新在重大工程中的核心价值——以精准测量护航工程效益，以硬核技术助力国家水利事业发展，让每一方“汉水”都能有效地滋养北方大地。