一. 技术简介

防冰冻新型景观闸门将水泵嵌于液压升降坝内部，迎水面上安装有喷头，依靠入射水流产生的紊动来保证防冰冻效果且射流参数可据外界环境变化自动调节。闸门包含环境监测系统和控制系统，能感知外界环境的变化并可以做出反应，控制水泵功率，调节入射速度，从而在达到良好防冰冻效果的前提下降低能源的消耗。解决了景观闸门前无法安装破冰系统，以及破冰系统高度调整、运行管理的困难，使景观闸门的防冰冻处理简便可靠。同时，在保证高效节能的前提下促进景观闸门防冰冻向信息化、自动化发展，使景观闸门在冬季寒冷地区的应用不受水面结冰的限制，进而有利于北方寒冷地区水生态景观的建设。

二、主要技术指标

（1）射流参数调控方法技术指标V=0.257e0.118tw·ts+0.03tw+0.077ts+0.07tw·ts-0.147，式中，V-入射流速（m/s）；tw-外界温度（℃）；ts-入射温度（℃）。

（2）通过变频器实现电源频率f转换，对水泵进行调速运行控制n=60f(1-s)/p，式中，n-电动机转速（r/min）；f-交流电源频率（Hz）；P-电动机极对数；s-电动机运行转差率。

（3）水泵后置水处理装置，水泵抽取水进入水处理箱，通过启动双输出轴电机带动水箱内连杆进行搅拌，使沉淀物悬浮，经过双层滤网过滤，射流喷头端出水较为洁净，通过水箱内连杆的作业，形成对滤网擦刷效果，保障滤网清洁。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益：以改进前的大黑河景观闸坝为例，液压升降坝长288米，每两米设置一道压力空气吹泡装置，装备投资约300万，年运行费10万元，闸前每米防冻静态投资约1.0417万元。将压力空气吹泡装置改装为随环境变化参数自动调节的压力水射流装置，在防冻效果一致的情况下，装备投资约280万，年运行费约8万元，闸前每米防冻静态投资约0.972万元。每米静态投资单价降低6.69%，年运行费降低约20%，投资效益提升约6.67%。

（2）应用情况：最早投入使用时间为2021年10月，应用项目为“大黑河杀虎口大桥至蒙牛大桥段防洪及景观工程”，应用规模为闸门全段288m宽门叶范围，采用压力水射流法，利用潜水泵，软管，横直管及缆绳共同组成一套破冰系统维持闸门前1.0m水面不结冰，实现闸门防冰冻效果。该应用社会经济效益显著，从社会层面分析，一方面，新型闸门抗冰冻技术不仅替代了原始人工破冰技术，大大提高了防冰冻效果，并且提供了更为直观和科学的运行管理手段；另一方面，实现了河道冬季蓄水，改善了生态环境的同时也丰富了市民生产活动，受到了社会各界好评。从经济层面分析，经初步估算，防冰冻技术的投入使用增加经济效益300万元/年。

（3）适用范围：适宜应用于北方生态河湖，特别是冬季气温低于零度的城市河道景观、山区河道治理、渔业及农业灌溉工程。

四、技术图片

图1 设备组成结构

（图中，1、输水管道；2、水泵出水管道；3、水泵；4、闸门本体； 5、拦污栅；6、喷头；7、水温传感器；8、变频器；9、可编程控制器；10、环境传感器）

图2 新型景观防冰冻闸门三维模型

五、其他

技术持有单位：黄河勘测规划设计研究院有限公司

技术联系人：王文成，科技管理专员，18337108286，0371-66023579，88256063@qq.com