佛罗里达州的墨尔本-蒂尔曼水控制区(MTWCD)包括堤防,以保护该地区免受上圣约翰河(USJR)的洪水,以及一个运河网络,以改善排水。这个排水网络的主干道将来自MTWCD的暴雨径流引导到土耳其溪,流向印度泻湖(IRL)河口。美国jr淡水流量的减少减少了下游用户的供水。与风暴相关的淡水流入IRL的增加会周期性地使盐度长期低于理想水平,对IRL河口生态系统产生更大的压力。相关污染减弱了光线对水体的渗透,限制了海草生境的覆盖度和密度。

2010年,佛罗里达州东北部的圣约翰河水管理区(SJRWMD)发起了对MTWCD的排水改造,以减少其淡水排水系统流入IRL的径流。SJRWMD取代了老旧的闸门系统,将一些原本向东流入土耳其溪的水引入土耳其溪,再向西输送到USJR。

6个新的闸门是完全自动化的,由4个坎贝尔科学公司的CR1000数据记录器组成的银行控制。使用LoggerNet软件,数据记录器被编程来测量闸门上游的两个水位传感器和下游的一个传感器。该软件安装在MTWCD和SJRWMD办公室的计算机上,也安装在SJRWMD笔记本电脑上,使管理人员能够灵活地从任何位置控制大门。两个摄像头被放置以查看大门,它们与数据采集器和软件接口,以实现对现场的远程查看。

Campbell Scientific的设备在大多数水流和洪水控制情况下都以自动模式运行,几乎不需要工作人员干预。闸门的所有操作都由设备监控:每一个水位,所有六个闸门位置,降雨量和其他元素。LoggerNet软件还可以连续计算并报告通过闸门的流量。

两个基本的操作机制已被编程到控制数据记录器:门控制和流量控制。通过门控系统,操作员可以将六个门中的任意一个设置在任意高度,直到再次移动为止。在流量控制中,操作员将指定任何流量值,比如575立方英尺/秒(cfs)。由于LoggerNet系统不断地计算门流,这种操作机制允许数据记录器根据所需的流物理地移动门。每当管理人员需要时,都可以使用覆盖并进入手动操作的选项。

有了这些流量控制,系统可以限制从C-1运河进入土耳其溪的排放,无论上游水位是多少。该系统考虑了紧急情况,并在操作员启动时编制了处理热带风暴和飓风情况的程序。在这些模式中,当热带风暴或飓风向该地区推进时,闸门会通过任何需要的倒计时(通常是72小时)逐渐打开,以允许更多气流通过。在风暴威胁过去后,或在倒计时的任何时刻,系统可以切换回自动防洪模式。

所有闸门和操作修改的主要优点包括能够提高上游渠道的水位,以便在需要时引水,通过闸门排出的水是更有利的上层水,比其他类型的闸门排出的低层水含氧量更高(为了土耳其溪的水质更好)。这些溢流闸门还可以减少泥沙的迁移和排放水中的浑浊度。所有这些改进都达到了减少流入IRL河口的淡水排放的最终目标,从而减少了流入印度河泻湖的营养物和其他污染。

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案例研究总结

应用程序

水位测量和闸门控制

位置

佛罗里达

产品使用

CR1000

贡献者

John E. Richmond SJRWMD

参与组织

圣约翰河水质管理区(SJRWMD)

测量参数

水位和流量

控制设备

大门


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