[實用新型]一種長距離引調水工程多功能模擬系統

有效

• 申請號: 201420870189.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN204455985U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 戴會超;毛勁喬;邢未平;趙倩;戎貴文;胡騰飛;張鴻清;徐點點
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本實用新型屬于水利工程實驗技術領域，具體涉及一種長距離引調水工程多功能模擬系統。

背景技術

我國水資源時空分布不均勻，水質型缺水問題也較為嚴重，水資源短缺已成為經濟社會可持續發展的主要制約因素。跨流域引調水是是合理配置水資源、解決用水需求與供水能力矛盾的常見措施，為緩解我國北方地區的資源型缺水問題，我國正在實施“南水北調”這一世界級的跨流域調水工程。跨流域調水也是解決水質型缺水問題的有效手段，例如，為改善太湖河網與湖區水體的水環境狀況，太湖流域實施了“引江濟太”調水工程，取得良好效果。跨流域引調水工程一般具有大尺度、長距離、多載體、多形態等特點，對工程自身安全性要求較高；同時，為保證受水地區人民群眾的飲水安全，輸水水質安全保障也是跨流域引調水工程中需要重點關注的問題。

長距離引調水工程的規劃、設計與運行往往面臨著高效控制、優化運行、應急處置等現實難題，例如，如何準確預測變化流量情形時引調水工程結構安全、如何預測分析突發污染水體輸移傳輸過程中的環境風險、如何預判冰封期引調水傳輸效率等。由于引調水工程一般長度遠遠大于其渠道寬度，同時有壓式和無壓式輸水的原理具有較大區別，難以采用常規的水利工程物理縮放建模的方法對工程全程進行室內試驗分析，往往僅能依據經驗分析和數學模型的方法進行計算分析。

目前尚無成熟可靠的長距離引調水全程物理模型裝置與方法，現有技術多見于長距離輸水數值模擬方面，如《復雜長距離輸水系統仿真優化研究》一文，將數字仿真模型應用于長距離輸水系統優化調度研究中。有專利《長距離輸水水質模擬裝置》提出了一種長距離輸水水質模擬裝置，但該裝置僅能模擬較單一的輸水形式的水質遷移轉化，不能適應超長距離、多種輸水形態、多種指標監測、區間出入流等復雜條件的實際需求。為科學設計與管理跨流域引調水工程，對工程中的水量控制、管渠安全、水量損耗、突發水污染、輸水效率分析、優化運行等議題進行直觀的試驗分析，需要研制一種適宜于室內的長距離引調水工程多功能模擬系統，能直觀、準確、便捷地實時掌握水流、水質等指標的變化。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種長距離引調水工程多功能模擬系統，為長距離引調水工程的水量控制、管渠安全、水量損耗、突發水污染、輸水效率分析、優化運行等議題提供多功能試驗分析平臺。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的一種長距離引調水工程多功能模擬系統，包括若干個無壓輸水模擬單元、若干個有壓輸水模擬單元，所述相鄰的無壓輸水模擬單元之間或者相鄰的有壓輸水模擬單元之間或者無壓輸水模擬單元與有壓輸水模擬單元之間都通過多功能連接件連接；

所述無壓輸水模擬單元包括無壓主流模擬裝置、無壓進水控制裝置、無壓出水控制裝置、無壓支流模擬裝置、明渠流量監控裝置、明渠水質監測裝置；所述無壓主流模擬裝置包含用于模擬無壓式引調水的輸水主渠道流動的輸水渠道，輸水渠道上設有若干個采集水質的第一傳感器，輸水渠道為螺旋布置成圓盤狀的明渠，輸水渠道的上游位于圓盤狀的明渠的中心位置，輸水渠道中心底部安裝有用于調節蓄水池高度進而改變輸水渠道的沿程坡降的液壓桿，蓄水池位于液壓桿正上方，輸水渠道的下墊面裝有由多根溫控管組成的渠道溫度調節器，通過控制溫控管內液體的溫度實現對輸水渠道內的水溫控制；無壓進水控制裝置用于接受區間段上游來流及控制下泄流量，包括蓄水池和進水閘，其中蓄水池安置在上游，即輸水渠道的中心位置，用于承接上游來流，蓄水池安裝有進水閘控制蓄水池出水流量以便為本區間段輸水；所述無壓出水控制裝置用于控制無壓式引調水的區間出流，包括出水閘、緩沖池、無壓管道閥、無壓出水管、渠道出水口，其中出水閘安置在輸水渠道下游末端處，與緩沖池相連，無壓出水管水平安置在輸水渠道的下部，一端通過無壓管道閥與緩沖池相連，另一端設有渠道出水口；所述無壓支流模擬裝置用于模擬無壓式引調水區間出入支流，包括清水支流進水口、污水支流進水口、支流出水口，均安裝在緩沖池的側邊；所述明渠流量監控裝置包含明渠流量監控臺和安裝于進水閘、出水閘、清水支流進水口、污水支流進水口、支流出水口、無壓管道閥處的流量傳感器，明渠流量監控臺通過信號線與各個流量傳感器連接；所述明渠水質監測裝置包括明渠指標顯示臺和可拆卸式的明渠多功能監測終端，明渠多功能監測終端通過信號線與無壓主流模擬裝置中的第一傳感器連接，明渠指標顯示臺通過信號線接受存儲多功能監測終端的監測數據并實時顯示；