[發明專利]基于DPIV技術的雨水口過流能力測試裝置及其校核方法

有效

• 申請號: 201611059943.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106500963B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 鄧濤
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種基于DPIV技術的雨水口過流能力測試裝置及其校核方法。該裝置包括水力實驗模型部分和流場測量部分，所述水力實驗模型部分包括降雨模擬子系統、地表匯流子系統和雨水排放子系統，所述流場測量部分包括高速圖像采集子系統和圖像實時處理分析子系統。采用本發明的裝置和方法對雨水口的過流能力進行校核，能比較準確的反映真實城市地表徑流過程，構造的地表特征比較符合實際城市地表構造特征，采用DPIV數字粒子圖像測速技術可以準確測量雨水口進水周圍的流速分布特征，從而準確確定雨水口不同安裝形式、不同地表材質、不同的過流狀態的過流特征，為工程設計和實際運行管理提供技術參考。

技術領域

本發明公開了一種基于DPIV技術的雨水口過流能力測試裝置及其校核方法，屬于市政給排水公用設施領域。

背景技術

城市道路雨水口作為重要的雨水排放基礎設施，將雨水地表徑流狀態轉換成地下管網流動，因此雨水口布置方式、收水能力直接關系到雨水排放是否順暢。

通過國內文獻檢索，目前對于雨水口的過流能力設計計算主要采用《室外排水設計規范》(GB50014-2006,2011版)泄水指標，而雨水口泄水能力與道路坡度、雨水口型式、篦前水深等因素有關，由于雨水口泄水能力因素較為復雜，規范規定值偏大，因此很多工程技術人員采取技術措施進行校準。文獻“姚飛駿.雨水口的流量計算方法探討.中國給水排水.2013.29(4):45-48”中提出采用堰流、孔口流水力計算公式對雨水口的過流能力進行校準。文獻“安智敏，岑國平，吳彰春.雨水口泄水量的試驗研究.中國給水排水.2015.11(1):21-23.”和“劉雷斌,黃鷗,郭磊,趙志軍,李萍.城市道路雨水口收水量研究.給水排水.2016,42:12-16”中采用室內水工模型的水力實驗進行對雨水口過流能力進行測試，模型和實際道路尺寸比例為1：1，道路縱坡比降0.3％-3.5％，橫坡比降1.5％。配水方式采用渠道進行，通過水工模型四周的渠道對路面進行配水實驗，模擬地表徑流過程。

以上對雨水口過流能力校核方法存在以下不足之處：(1)計算參數難以確定。采用計算公式進行雨水口過流能力計算過程中，存在不同流態(堰流和孔口入流)的系數難以準確確定的問題，因為雨水口的形式不同、地表材料不同，導致雨水口篦前水深有變化，計算公式中相關系數難以準確確定，計算結果和實際流動狀態存在誤差；(2)采用渠道的配水方式不科學。因為真實的地表徑流過程水平方向流速比較平緩，天上降雨落到地表形成徑流，沿地表流動的速度較為平緩，而采用渠道配水方式之后，實驗過程中加大了沿著地表切線方向的流動速度，實驗過程和實際地表徑流過程存在較大誤差；(3)下墊面影響因素考慮不夠。隨著海綿城市建設的開展，地表采用各種透水鋪裝材料，對于地表徑流的流動擾動更為明顯，直接影響雨水口收水過程，因此需要對各種海綿城市透水鋪裝材料、工程改造措施進行模擬，使雨水口的收水能力校準更準確；(4)地表徑流過程測試困難。從降雨到形成徑流，再到雨水口匯流過程的水力狀態難以測定，雨水在地表的流動狀態和流場分布特征難以實驗測試，從而難以指導工程實踐中優化配置雨水口和地表材料。

發明內容

本發明旨在解決城市道路上雨水口的過流能力準確校核問題，獲取地表徑流和雨水口匯流的流場分布特征，從而達到優化配置道路雨水口的目的。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種基于DPIV技術的雨水口過流能力測試裝置，包括水力實驗模型部分和流場測量部分，所述水力實驗模型部分包括降雨模擬子系統、地表匯流子系統和雨水排放子系統，所述流場測量部分包括高速圖像采集子系統和圖像實時處理分析子系統；其中，

所述降雨模擬子系統包括配水水箱、循環水泵、降雨配水管網，所述配水水箱通過循環水泵將水送入降雨配水管網，降雨配水管網上設置有用于保持噴淋管路布水均勻的調節閥門，在調節閥門的下游段設置有用于檢測噴淋管路進水流量和壓力的流量壓力監測儀表；