[發明專利]一種越浪水體上挑角度測量裝置、方法及應用

在審

• 申請號: 201910701007.9
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110398235A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 董偉良;邵杰;姚文偉;陳韜霄;黃世昌;胡子俊;王永舉;胡金春;陳剛
• 申請（專利權）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01C1/00;G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明提供了一種越浪水體上挑角度測量裝置、方法及應用，本方法可用于海堤波浪斷面物理模型試驗和現場觀測研究中，該裝置包括設置在海堤后側的越浪水體流量測量裝置和設置在海堤堤頂的壓強測量裝置。該方法能夠準確計算出波浪與海堤相互作用后，水體被挑起的角度和越浪水體的流速，從而可以知道越浪水體對海堤頂部結構物和堤后建筑物的打擊范圍和打擊力，有利于海岸附近建筑物的優化布置和設計。

技術領域

本發明屬于一種海岸工程防護技術領域，特別涉及一種越浪水體上挑角度測量裝置、方法及應用。

背景技術

近年來，隨著全球氣候變暖等因素的變化，極端性天氣事件增多，熱帶氣旋中生成臺風的比例升高，沿海地區登陸的臺風呈頻率增加、強度增大的態勢，其引發的風暴潮和臺風浪具有突發性強、危害程度高、影響范圍廣、災害鏈長等特點，是最嚴重的自然災害之一。臺風登錄時，若天文大潮與臺風增水疊加形成超標準高潮位，加上超標準臺風大浪的作用，可能會引起海堤潰決，海水浸溢內陸，釀成巨災。多年來，海堤越浪問題一直是海岸工程領域最受關注的熱點問題之一。

目前針對海堤越浪研究多集中在越浪量的大小上，對于波浪如何越浪以及越浪后的運動狀態研究偏少。越浪水體上挑角度和流速是表征越浪后水體運動的重要參數，可以根據這2個因素推斷出越浪水體對海堤、海堤頂和周邊建筑物的作用范圍，從而可以優化海堤設計，優化建筑物的布置，特定位置加強防護。當由于越浪水體的上挑角度變化快，測量難度大，研究成果很少。隨著圖像技術的快速發展，目前快速攝影技術已用于抓拍越浪時刻水體運動狀態，通過后期圖像處理可測得越浪水體上挑角度。但攝影技術對環境要求比較苛刻，現場試驗難以滿足，后期處理也相對復雜。同時，上挑角瞬息萬變，最終確定的上挑角度含有諸多主觀意識，因人而異，沒有統一標準，研究成果很難形成共識，且對一些細節變化規律難以發現。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術存在問題，提供一種越浪水體上挑角度測量裝置、方法及應用，該裝置適用性強，結構簡單，經久耐用，用途多樣，能夠快速測量出越浪水體上挑角度。

本發明提供的技術方案是：一種越浪水體上挑角度測量裝置，包括設置在海堤后側的越浪水體流量測量裝置、設置在海堤堤頂的壓強測量裝置和采集電腦；所述越浪水體流量測量裝置主要由導流板、接水容器、U形管、電磁流量計組成，所述導流板前端和海堤堤頂相連，所述導流板后端和所述接水容器相連，所述接水容器與U形管相連通，電磁流量計設置在U形管底部通道中；所述壓強測量裝置主要由支座、支撐導軌架、角度調節機構、滑塊、壓強傳感器組成，所述支座通過固定在海堤堤頂，所述支撐導軌架通過角度調節機構連接在支座上，壓強傳感器通過滑塊固定在支撐導軌架上；所述電磁流量計和壓強傳感器均與采集電腦相連。

進一步的，所述U形管由進水管道、出水管道和圓錐形彎管組成，接水容器和進水管道相連通，所述進水管道通過所述圓錐形彎管和所述電磁流量計入口相連，所述電磁流量計出口再通過所述圓錐形彎管和所述出水管道相連。

進一步的，所述出水管道的出水口高度低于所述進水管道的進水口高度，所述出水管道的出水口高度高于所述電磁流量計所處高度，所述電磁流量計管徑小于所述進水管道和所述出水管道的管徑。

進一步的，所述角度調節機構為鋼質量角器，轉動固定螺栓穿過鋼質量角器中弧形槽連接所述支撐導軌架。

進一步的，所述支撐導軌架上布置多個滑塊，每個所述滑塊上布置一個壓強傳感器和一個滑動固定螺栓，通過滑動固定螺栓將滑塊固定在支撐導軌架上。

進一步的，所述支撐導軌架頂部布置一個水平氣泡。

進一步的，所述支撐導軌架上刻有刻度。

進一步的，所述電磁流量計和壓強傳感器均通過數據線和采集電腦相連，所述采集電腦布置在控制室內。

本發明還提供一種越浪水體上挑角度測量裝置的計算方法，包括如下步驟：