[發明專利]護灘沖刷穩定性模型試驗上游流量平穩自動調節裝置

在審

• 申請號: 202010075248.X
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111176341A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 戈龍仔;彭程;劉針;趙旭;管寧;徐亞男;譚忠華;馬雋;張維
• 申請（專利權）人: 交通運輸部天津水運工程科學研究所
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06;G01M10/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 耿樹志

本發明提供了護灘沖刷穩定性模型試驗上游流量平穩自動調節裝置，屬于生態整治修復工程領域，包括沿水流方向依次設置的供水組件、消能平穩組件和分流快速平穩組件；供水組件實現水的持續供應和泵送；消能平穩組件實現水平影響后的收集和平穩，分流快速平穩組件包括溢流池，溢流池的前端設有溢流壩，溢流池的后端設有分流墻，控制中心，控制電器元件的開閉，并接受電器元件反饋的信號。本發明構思巧妙，結構簡單，裝拆靈活，滿足試驗過程中不同大小流量的范圍調節，達到在整個試驗過程中流量快速平穩目的，提高試驗精度和縮短試驗周期，節約試驗成本，提高了測量和控制精度，整個裝置可靠性高，穩定性好，且提高了工作效率。

技術領域

本發明屬于海灘或河灘的生態整治修復工程領域，涉及護灘沖刷穩定性模型試驗上游流量平穩自動調節裝置。

背景技術

長江干線橫穿我國東、中、西部地區，沿線聚集了我國35％的經濟總量，利用長江黃金水道沿江布局了全國約35％的鋼鐵生產能力、28％的原油加工能力、7％的火電發電量，是我國經濟發展的密集帶。近50多年來，長江中下游護岸工程技術處于不斷發展與探索的過程，在實踐中積累了較豐富的經驗。就目前已經應用的工程效果來看，雖然對穩定局部河勢具有重要作用，但由于采用單一的護灘建筑物或由于平面布置不當等原因，在灘頭部及邊緣產生劇烈變形，局部破壞較嚴重，其穩定狀況令人擔憂。分析目前主要應用于護灘結構有以下幾種：軟體排護灘結構(土工布護底、塊石壓載、混凝土，塊鉸鏈排)；散拋塊體護灘結構(拋塊石或拋混凝土人工塊體)；壩體護灘結構(修建丁壩群、潛壩、倒流壩)。但每種護灘塊體的均存在一定的缺陷，軟體排型護灘易沖刷坍陷、排布撕裂、排布暴露在外甚至排布懸空掛起來等現象。在砂質河床上采用散拋石護灘效果較差；拋石壩拋筑而成，結構松散，整體性欠佳，易出現水毀現象，護灘的工程技術有待進一步研究與實踐。長江干流河道內岸灘穩定性影響最大仍為流的沖刷作用，由于水流流速的大小決定泥沙起動與否，也決定了局部沖刷的大小。因此在前期航道整治研究工作的基礎上，開展物理水流沖刷物理模型試驗，著重研究長江中游典型護灘建筑物的水毀機理及穩定性分析。物理模型試驗是科學試驗中一項重要的研究方法與專門技術，運用河流動力學知識，根據水流和泥沙運動的力學相似原理，模型與原型相似的邊界條件和動力學條件，研究河流在天然河流情況下或在有水工建筑物的情況下的水流結構、河床演變過程和工程方案效果的一種方法。研究成果將推廣應用于長江中游及其他類似河段的航道整治工程中，為常見的護灘工程提供技術支撐，有利于增強灘體的護灘建筑物穩定性，提高設計技術水平。同時，研究成果將豐富航道整治學科的內容，推動航道整治技術的創新和技術進步。

而在物理模型試驗中，上游進口流量是否快速平穩性的有效控制，直接影響到試驗的精度和試驗周期，因此需要一整套相應完善的測量控制儀器設備與先進的量測技術，以提高模型試驗的測量控制精度和工作效率，縮短模型試驗周期，但是基于上述系統開發購置其中設備價格比較昂貴。

發明內容

本發明要解決的問題是在于提供護灘沖刷穩定性模型試驗上游流量平穩自動調節裝置，滿足試驗過程中的流量精度和工作效率，縮短模型試驗周期，確保模型試驗質量。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：護灘沖刷穩定性模型試驗上游流量平穩自動調節裝置，包括沿水流方向依次設置的供水組件、消能平穩組件和分流快速平穩組件；

所述供水組件包括泵、基座和出水管道，所述基座設在蓄水池內，所述泵設置在所述基座上且抽水對對所述出水管道進行水流供應，所述出水管道包括三個支路，上端的2#排氣管道、下端的3#分流管道和前端的1#支管道，3#分流管道的出水端設置在蓄水池的上端；

消能平穩組件包括平水池，所述1#支管道的出水端設有蓮蓬頭，所述蓮蓬頭上設有多個第一分流孔，所述蓮蓬頭設在所述平水池上端；

所述分流快速平穩組件包括溢流池，所述溢流池與所述平水池之間設有溢流壩，所述溢流池的出水端設有分流墻；

控制中心，控制電器元件的開閉，并接受電器元件反饋的信號。