[發(fā)明專利]一種水位可控降落邊坡滲流試驗水槽

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080361.5
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106872332A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談葉飛;謝興華
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水位可控降落邊坡滲流試驗水槽，可開展水位可控降落工況下的邊坡滲流及穩(wěn)定試驗，屬于水利水電模型試驗領(lǐng)域。

背景技術(shù)

抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的調(diào)峰填谷、緊急事故備用、調(diào)頻、調(diào)相等作用已被世界各國公認(rèn)，近年來在我國也得到了快速發(fā)展，一大批抽水蓄能電站相繼建成或在建中。抽水蓄能電站心墻堆石壩上游壩坡取多少僅取決于壩基條件、上游壩殼料強(qiáng)度指標(biāo)，而且與水庫水位降落時上游壩殼中自由水面線位置有密切關(guān)系。抽水蓄能電站在實際運(yùn)行過程中需頻繁調(diào)整水位，特別是在需要發(fā)電時，會出現(xiàn)上游庫水位快速降落情況，這將對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的目的：提供一種用于邊坡上游水位可控降落的滲流試驗水槽，能快速開展邊坡滲流及穩(wěn)定試驗。

技術(shù)方案：試驗裝置主要包括①邊坡可視試驗區(qū)、②進(jìn)水裝置、③水位可控出水裝置、④同步監(jiān)測系統(tǒng)4個部分，其中：

邊坡可視試驗區(qū)：為試驗開展的主區(qū)域，可按試驗要求在此區(qū)域填筑邊坡模型。該區(qū)域前部為透明有機(jī)玻璃板，并通過鋼架進(jìn)行加固，便于實時觀察；背部鋼板上預(yù)留螺紋孔，可按需安裝滲壓計。

進(jìn)水裝置：利用水泵進(jìn)行供水，進(jìn)水管頂部安裝有傘形水流效能裝置，防止進(jìn)水時對邊坡產(chǎn)生沖刷破壞。

水位可控出水裝置：由步進(jìn)電機(jī)、螺桿、排水花管和花管外柔性不透水可伸縮套管組成。可伸縮套管與螺桿連接，通過控制步進(jìn)電機(jī)帶動螺桿升降，從而帶動可伸套管上下移動，控制水槽內(nèi)水位。

同步監(jiān)測控制系統(tǒng)：控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)周期，從而實現(xiàn)水位下降速度及下降范圍可控；滲流及邊坡穩(wěn)定監(jiān)測則由安裝在邊坡內(nèi)部及水槽背面的滲壓計和位移傳感器組成，通過實時數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)邊坡滲流及穩(wěn)定性監(jiān)測。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：邊坡試驗區(qū)正面由透明有機(jī)玻璃板制作，方便觀察內(nèi)部情況；試驗區(qū)背部安裝滲壓計，其結(jié)果可與邊坡內(nèi)部滲壓計數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證邊坡平面滲流狀態(tài)；可實現(xiàn)水槽水位可控升降。

附圖說明

圖1：水槽前視圖

圖2：水槽剖面圖

圖3：水槽后視圖

圖4：試驗裝置總裝示意圖

其中：1，水槽框架；2，透明有機(jī)玻璃板；3，鋼制支架；4，螺桿；5，步進(jìn)電機(jī)；6，可拆裝密封門；7，軟性可伸縮不透水套管；8，套管密封底座；9，進(jìn)水管傘形效能裝置；10，調(diào)節(jié)閥門；11，排水花管；12，試驗壩坡；13，背部滲壓計安裝孔；

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

1、打開可拆裝密封門(6)，按試驗要求進(jìn)行壩體填筑；填筑時可在壩體內(nèi)部安裝滲壓計和位移傳感器，填筑完成后將(6)進(jìn)行密封；

2、啟動步進(jìn)電機(jī)(5)，將可伸縮套管(7)提升至最高位，關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)(5)；

3、啟動滲壓計監(jiān)測系統(tǒng)，開始水壓力數(shù)據(jù)采集；

4、啟動進(jìn)水水泵，并逐步打開調(diào)節(jié)閥門(10)進(jìn)行水槽緩慢注水，觀察滲壓計壓力變化，同時通過試驗區(qū)透明有機(jī)玻璃板(2)觀察壩體內(nèi)部(12)，確保壩體內(nèi)部(12)充分飽和，待水位上升至套管最頂端，并在排水口出現(xiàn)溢流后，關(guān)閉閥門(10)，并關(guān)閉進(jìn)水水泵；

5、按試驗要求，設(shè)定步進(jìn)電機(jī)(5)轉(zhuǎn)速及運(yùn)作周期(圈數(shù))，啟動步進(jìn)電機(jī)(5)，帶動套管(7)下降，從而控制水槽內(nèi)部水位下降速度和距離；

6、待步進(jìn)電機(jī)自動停止后，按試驗要求適時停止數(shù)據(jù)采集，從而完成水位下降過程中的滲流及穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采集。