一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，包括：用于给上游供水的上游边界供水装置、用于给下游供水的下游边界供水装置，以及用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。本发明专利技术实施例预先在动床低洼区域采用移动式供水装置，小流量供水流路用于开始流速测量装置正常工作前的补水，而后通过与流速测量装置配合，大流量供水流路在小于底沙起动流速的流量下，中段供水、反坡涨水，低洼区的水体成为了抵挡外围水体冲击床沙的有效防御。待水面淹没动床边界后，通过大流量供水流路与上、下游边界供水装置一起快速供水，大幅减少水边界供水对初始地形的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统
本技术应用于河工模型试验领域，主要涉及动床底沙河段的平稳注水，特别是一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统。
技术介绍
试验室研究水流冲刷问题常采用动床河工模型试验的手段，动床区为非硬化的床沙按照河床面貌精确铺设的河床面貌形态，通过与水动力的相互作用反映河床的冲淤演变特征。河工模型试验根据试验区域和研究目的的不同，开放的水边界一般分为单边界和多边界，无论几条边界，各水边界后方均有外部供水设备，如水泵等进行供水。试验运行前，在完成河床精准铺沙和各种准备工作后，河道为干涸状态，需要在模型中注入水体，且满足严格的起始水深条件。注水时为避免水流对动床铺沙地形产生不必要的破坏，目前常常采用水泵小功率慢速供水，该方法由于操作员和现场距离较远容易导致动床地形侵蚀，特别是对于水边界处地形高、中部动床区地形较低、落差较大的类似盆地式模型，水边界慢速供水法存在较大弊端，虽然水边界可提供较小的流量，但由于模型中存在水流正坡，较薄的水层依然会在重力作用下顺着斜坡自动加速，对初始铺沙地形产生一定的破坏，影响试验精度，如果盆底也处于动床区，那么破坏区块会更大，需要花费很多时间对破坏区块进行水中修补和还原，影响试验效率、精度也受影响。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，以解决目前水边界单独供水的方法与动床地形较易破坏的矛盾问题。为了达到上述目的，本技术的实施例提供一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，包括：用于给上游供水的上游边界供水装置、用于给下游供水的下游边界供水装置，以及用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。进一步地，所述上游边界供水装置包括上游变频器、与所述上游变频器电连接的上游潜水泵以及用于采集上游水位测量值的上游自记水位仪。进一步地，所述下游边界供水装置包括下游变频器、与所述下游变频器电连接的下游潜水泵以及用于采集下游水位测量值的下游自记水位仪。进一步地，所述上游潜水泵和下游潜水泵均布置在一个循环水池中。进一步地，所述上游潜水泵的出水口通入上游前池中。进一步地，所述下游潜水泵的出水口通入下游前池中。进一步地，所述移动式动床区反坡供水装置包括清水箱、第一真空泵、第二真空泵、第一变频器、第二变频器、用于检测动床沙面上流速的流速测量装置、稳流设施，所述第一真空泵与第一变频器电连接，第二真空泵与第二变频器电连接，所述第一真空泵和第二真空泵均从清水箱取水，所述稳流设施布置在动床沙面的低洼处，接收第一真空泵和第二真空泵泵出的水。进一步地，所述流速测量装置包括流速仪和与所述流速仪电连接的旋桨流速测杆，所述旋桨流速测杆固定于需测量流速的动床沙面上。进一步地，所述稳流设施采用橡胶软垫，所述橡胶软垫的表面具有非光滑的波浪形条纹。根据本技术的上述实施例，本技术的实施例主要结合低洼深水区往往占模型的面积比并不大，需水量也较小，有实现慢速供水的条件，本技术实施例预先在动床低洼区域采用移动式供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路，小流量供水流路用于开始流速测量装置正常工作前的补水，而后通过与流速测量装置配合，大流量供水流路在小于底沙起动流速的流量下，中段供水、反坡涨水，低洼区的水体成为了抵挡外围水体冲击床沙的有效防御。待水面淹没动床边界后，通过大流量供水流路与上、下游边界供水装置一起快速供水，亦能保证注水速度，使得关键动床区地形面貌稳定、不侵蚀，从而大幅减少水边界供水对初始地形的破坏。通过联合注水提高动床沙面质量和试验精度。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为河工模型基本布置示意图；图2为沿深泓线A的立面结构示意图；图3为试验前基本准备工作相关示意图；图中，下游前池11、上游前池12、回水渠13、出水孔14、定床河床2、动床沙面21、动床区铺沙层22、地面23、控制终端3、下游变频器41、上游变频器42、第一变频器43、第二变频器44、循环水池51、清水箱52、下游潜水泵61、上游潜水泵62、第一真空泵63、第二真空泵64、出水管71、进水管72、流速仪8、下游自记水位仪91、上游自记水位仪92、旋桨流速测杆93、稳流设施10、深泓线A、目标水位Zt、第一判定水位Z1、第二判定水位Z2、下游满池水位M1、上游满池水位M2。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，包括：/n用于给上游供水的上游边界供水装置、/n用于给下游供水的下游边界供水装置，以及/n用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，包括：
用于给上游供水的上游边界供水装置、
用于给下游供水的下游边界供水装置，以及
用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。


2.根据权利要求1所述的一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，所述上游边界供水装置包括上游变频器、与所述上游变频器电连接的上游潜水泵以及用于采集上游水位测量值的上游自记水位仪。


3.根据权利要求2所述的一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，所述下游边界供水装置包括下游变频器、与所述下游变频器电连接的下游潜水泵以及用于采集下游水位测量值的下游自记水位仪。


4.根据权利要求3所述的一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，所述上游潜水泵和下游潜水泵均布置在一个循环水池中。


5.根据权利要求2所述的一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，其特征在于，所述上游潜水泵的出水口通入上游前池中。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞锋，孙超，李志永，陈韬霄，陈刚，何昆，赵坤，马兰兰，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33