(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211039481.8 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 长江水利委员会长江科 学院 地址 430010 湖北省武汉市江岸区黄浦大 街23号 (72)发明人 韩继斌　任坤杰　姜治兵　李学海　 韩松林　程子兵　渠立光　杨青远　 陆虹　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 祝蓉蓉 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01C 13/00(2006.01) G01M 10/00(2006.01) (54)发明名称 一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法 及系统 (57)摘要 本发明公开了一种导流隧洞明满流交替状 态的监测方法， 包括： 监测导流隧洞的上游水位、 出流量、 洞内流态和沿程洞顶压力数据； 统计各 监测数据的变化范围及变化规律， 判断各监测数 据是否满足以下条件： a， 导流隧洞上游水位波动 幅度大于0.15m； b， 导流隧洞出流量变化幅度大 于80m3/s； c， 导流隧洞洞 顶流态呈明流与有压流 交替状态； d， 导流隧洞洞顶压力不为恒定值； 若 所述监测数据同时满足上述4个条件， 则判定导 流隧洞处于明满流交替状态。 本发 明通过监测一 段时间内导流隧洞的上游水位、 出流量、 洞内流 态和沿程洞顶压力数据， 并统计各监测数据的变 化范围及变化规律来判断导流隧洞是否处于明 满流交替状态， 从而便于直观 地掌握隧洞的流态 情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图11页 CN 115479629 A 2022.12.16 CN 115479629 A 1.一种导 流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特 征在于， 包括： 监测一段时间内导 流隧洞的上游水位、 出流 量、 洞内流态和沿程洞顶压力数据； 统计各监测数据的变化范围及变化 规律， 判断各监测数据是否满足以下 条件： a， 导流隧洞上游水位波动幅度大于 0.15m； b， 导流隧洞出流 量呈类周期性变化， 出流 量变化幅度大于80m3/s； c， 导流隧洞洞顶流态呈明流与有压流交替状态； d， 导流隧洞洞顶压力不 为恒定值； 若所述监测数据同时满足上述4个条件， 则判定导流隧洞在该监测时间段内处于明满 流交替状态。 2.根据权利要求1所述的一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 监测 导流隧洞上游水位的方法为： 通过在导流隧洞的上游位置安装水位传感器， 用于监测导流 隧洞的上游水位信息 。 3.根据权利要求1所述的一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 监测 导流隧洞出流量的方法为： 通过在导流隧洞的出 口安装流量传感器， 用于监测导流隧洞的 出流量信息。 4.根据权利要求1所述的一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 监测 导流隧洞洞内流态的方法为： 通过在导流隧洞洞顶安装摄像头， 用于监测导流隧洞内的流 态信息。 5.根据权利要求1所述的一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 监测 导流隧洞沿程洞顶压力数据的方法为： 通过在导流隧洞沿程洞顶安装压力传感器， 用于监 测导流隧洞沿程洞顶压力数据。 6.根据权利要求1所述的一种导流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 监测 导流隧洞洞内流态和沿程洞顶压力的方法包括： 分析导流隧洞上 下游地形、 导 流隧洞体型及水文资料， 确定计算区域； 建立上下游地形与导流隧洞的三维数学模型， 根据计算区域的边界形态， 利用六面体 网格对计算区域进行网格剖分； 根据导流隧洞明满交替 流特性， 采用CFD软件 模拟隧洞内的水流特性； 验证率定数 学模型的壁 面糙率， 对导流隧洞水流特性进行模拟计算； 分析计算结果， 得到包括以下水流特性中的一种或多种： 导流隧洞泄流能力、 洞内流 态、 洞内压力分布。 7.一种导流隧洞明满流交替状态的监测系统， 基于权利要求1至5任一项所述的一种导 流隧洞明满流交替状态的监测方法， 其特征在于， 包括后台监测终端、 数据采集器、 电源模 块、 通信模块和控制模块， 所述数据采集器、 电源模块、 通信模块分别与控制模块连接， 所述 通信模块与后台监测终端通信连接； 所述数据采集器包括： 水位传感器， 所述水位传感器安装在导流隧洞的上游位置， 用于监测导流隧洞的上游 水位信息； 流量传感器， 所述流量传感器安装在导流隧洞的出口位置， 用于监测导流隧洞的出流 量信息；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115479629 A 2摄像头， 安装在导 流隧洞的洞顶位置， 用于监测导 流隧洞内的流态信息； 压力传感器， 沿程 安装在导 流隧洞的洞顶位置， 用于监测导 流隧洞沿程洞顶压力数据； 所述通信模块用于将数据采集器采集到的监测数据发送给后台监测终端， 所述后台监 测终端用于展示所述 监测数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115479629 A 3