Совершенствование мониторинга расхода воды в энергоэффективных интеллектуальных шлюзовых затворах
Получена: 2026-07-22
Опубликована: 2026-08-10
Аннотация
В последние годы рациональное использование водных ресурсов становится всё более актуальной задачей в связи с глобальным изменением климата, ростом численности населения и расширением площадей орошаемых сельскохозяйственных земель. В частности, повышение точности измерения расхода воды и эффективности её распределения в оросительных системах выдвигает новые требования к современным гидротехническим сооружениям. Традиционные шлюзовые затворы, используемые в открытых оросительных каналах, основаны на эмпирических коэффициентах для оценки расхода воды и поэтому не всегда обеспечивают высокую точность измерений. Кроме того, их эксплуатация может приводить к значительным потерям энергии. В данном исследовании разработана методология автоматического мониторинга расхода воды и цифрового определения гидравлических параметров с использованием современного энергоэффективного интеллектуального шлюзового затвора Smart Channel M-1. В ходе исследования для измерения уровня воды и скорости потока использовались ультразвуковые датчики, а также были разработаны математические модели оценки расхода воды и алгоритмы автоматизированного управления. Полученные результаты показали, что применение современных интеллектуальных шлюзовых затворов позволяет повысить точность измерения расхода воды до ±2,5%, снизить энергопотребление на 40–60% и увеличить эффективность распределения воды до 90–95%. Интеграция солнечных панелей и модулей связи GSM/GPRS в систему обеспечивает возможность дистанционного мониторинга в режиме реального времени. Результаты исследования демонстрируют, что применение устройства Smart Channel M-1 в оросительных каналах, фермерских хозяйствах и сооружениях распределения воды является эффективным решением для цифровизации управления водными ресурсами и внедрения автоматизированных систем управления.
Ключевые слова
Список литературы
-
Arifjanov, A.M.; Tojiboyev, S.J. Gidrotexnika inshootlaridagi zatvorlar uchun elektr yuritmasini tanlash. O’zbekgidroenergetika 2022, 14, 47–49.
-
Arifjanov, A.M.; Tojiboyev, S.J. Qarshi magistral kanalidagi PK-792 to’suvchi inshootning suvni chiqarish qismida sathni avtomatik rostlab suv isrofini kamaytirish. In Proceedings of the Republican Scientific-Practical Conference "Problems and Solutions of Efficient Use of Water Resources in Uzbekistan"; Karshi, Uzbekistan, 2021; pp. 247–252.
-
Arifjanov, A.M.; Fatxulloyev, A.M.; Rakhimov, K.T.; Otakhonov, M.Y.; Allayorov, D.S. Changes in hydraulic parameters in canals with side lining. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2022, 1112, 012129. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1112/1/012129.
-
Arifjanov, A.; Fatxullaev, A. Natural studies for forming stable channel sections. Journal of Physics: Conference Series 2020, 1425, 012025. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/012025.
-
Arifjanov, A.; Tadjiboyev, S.; Vokhidova, U.; Juraboyev, I. Hydraulic model of digitalization of water accounting under the sluice gate. E3S Web of Conferences 2024, 538, 01024. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453801024.
-
Kubrak, E.; Kubrak, J.; Kiczko, A.; Kubrak, M. Flow measurements using a sluice gate: Analysis of applicability. Water 2020, 12(3), 819. https://doi.org/10.3390/w12030819.
-
Bonilla, C.; Brentan, B.; Montalvo, I.; Izquierdo, J. Digitalization of water distribution systems in small cities: A tool for verification and hydraulic analysis. Water 2023, 15(21), 3824. https://doi.org/10.3390/w15213824.
-
Silva, C.O.; Rijo, M. Flow rate measurements under sluice gates. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 2017, 143.
-
Monem, M.J.; Hosseinzade, Z. Construction and evaluation of automatic pivot weir control system. In Proceedings of the 21st ICID International Congress on Irrigation and Drainage; Tehran, Iran, 2011; p.450.
-
Suntaranont, B.; et al. Energy-aware flash flood monitoring stations using a GA-fuzzy logic control mechanism. In Proceedings of the IEEE Tenth International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing; 2015; pp. 1–6.
-
Dulhoste, J.F.; Georges, D.; Besancon, G. Nonlinear control of open-channel water flow based on collocation control model. Journal of Hydraulic Engineering 2004, 254–266.
-
Erbisti, P.C.F. Design of Hydraulic Gates; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2014; pp. 231–234. Serikbaev, B.S.; Barayev, F.A.; Sherov, A.G.; Serikbaeva, E.B.; Omarova, G.E.; Djumanazarova, A.T. Gidromeliorativ tizimlardan foydalanish; TIMI: Tashkent, Uzbekistan, 2014; 295 p.
-
Sauida, M.F. Calibration of submerged multi-sluice gates. Alexandria Engineering Journal 2014, 53(3), 663–668.
-
Rajaratnam, N.; Subramanaya, K. Flow equations for the sluice gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE 1967, 93, 167–186.
-
Rao, R.V.; Zhmud, V.A. The review of the Indo-Russian Joint Workshop on Computational Intelligence and Modern Heuristics in Automation and Robotics. Scientific Bulletin of NSTU 2010, 4(41), 179–182.
Об авторах
Лицензия
Copyright (c) 2026 Журнал гидравлической и экологической инженерии
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.