[發明專利]一種基于水泵射流的水動力提升裝置及其性能測試方法和在水質提升的應用

有效

• 申請號: 202010310210.6
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111501656B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 陳求穩;林育青;朱立俊;范紅霞;陳誠;馮然然;王建中;胡柳明;唐磊;何術鋒
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02B1/02;E02B3/02;G06F30/23;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種基于水泵射流的水動力提升裝置及其性能測試方法和應用，裝置包括若干水泵射流推流器，所述水泵射流推流器包括底板、隔水板、若干浮筒和若干水泵，所述浮筒設置在所述底板兩側，所述浮筒通過錨繩連接有若干錨，所述水泵并排安裝在所述底板上，每個水泵的入水口連接有一條進水管，進水管的長度從中間位置向兩側依次遞增，每個水泵的出水口連接有一條出水管，所有出水管長度一致，所述隔水板垂直固定在所述底板上，并將進水管和出水管分隔在所述隔水板兩側。本發明的水動力提升裝置實現了一定區域內的水動力提升，所采用的測試方法也精確的量化了裝置運行后水動力弱區的改善效果，為科學、經濟地運行水動力裝置，改善河道水動力條件提供決策依據。

技術領域

本發明涉及水利技術，尤其涉及一種基于水泵射流的水動力提升裝置及其性能測試方法和在水質提升的應用。

背景技術

流水不腐，戶樞不蠹。近年來，眾多河流的自然水文條件被人為改變，致使河流水動力條件發生顯著變化；尤其是過多的閘壩的修建，雖然有利于提高水資源的利用效率，但容易導致河道局部區域水動力條件大幅減弱，水體交換能力較差，不利于流入河道中污染物的遷移擴散，從而加劇了水體的污染，對人們的生產生活造成影響。為了滿足人們對生活環境的需要，提升河道水動力條件，不僅能增大河道流速，打造水流流動的效果，又能提高水體的復氧能力，加快污染物的降解，從而達到改善水質的目的。

現有技術多數采用調水引流的方式來控制并提高河道水動力條件，偶見使用獨立或串聯潛水泵用于改善水動力條件，但是效果有限。

此外，針對局部弱動力區域，由于水動力提升裝置的運行效果往往受功率大小、河道水位、運行費用等多種因素制約，如何確定合適功率，如何實現經濟高效的運行，如何定量評價裝置運行后水動力弱區的改善效果，是現有水動力提升裝置技術運用領域亟待解決的難點。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種基于水泵射流的水動力提升裝置和對應的性能測試方法和在水質提升的應用。

技術方案：本發明所述的基于水泵射流的水動力提升裝置，包括若干水泵射流推流器，所述水泵射流推流器包括底板、隔水板、若干浮筒和若干水泵，所述浮筒設置在所述底板兩側，所述浮筒通過錨繩連接有若干錨，所述水泵并排安裝在所述底板上，每個水泵的入水口連接有一條進水管，進水管的長度從中間位置向兩側依次遞增，每個水泵的出水口連接有一條出水管，所有出水管長度一致，所述隔水板垂直固定在所述底板上，并將進水管和出水管分隔在所述隔水板兩側。其中，所述水泵平臥式固定在所述底板上，所述水泵射流推流器設置有四個錨，分別安裝在所述浮筒外側底部的四個角落。

本發明提供的一種基于水泵射流的水動力提升裝置的性能測試方法包括如下步驟：

S1、獲取水動力弱區域以及對應水泵射流推流器的尺寸；

S2、建立水動力弱區域和水泵射流推流器縮小后的物理模型，其中，縮小比例為預設平面比尺λ_L；

S3、獲取水動力弱區域物理模型的中心點，并以中心點為圓點，將若干水泵射流推流器物理模型放置在靠近岸邊的圓周上，水泵射流推流器的出水管道方向為圓周的切線方向；并以圓心為起點，布置m個徑向等間隔的流速測點，再分別在每個流速測點所在圓周上，布置n個切向等間隔的斷面流速測點；

S4、設置S種工況，具體為分別設置水泵射流推流器水泵能力為E₁,E₂,…,Es，并按照能量比尺λ_E將設置的工況進行轉換，得到水泵射流推流器物理模型的水泵能力為E₁’,E₂’,…,Es’，并根據E₁’,E₂’,…,Es’得到需要對應需要開啟的水泵數量，其中，i＝1,…,S；

S5、按照設置的工況啟動對應數量的水泵，得到所有工況下所有流速測點的流速集合V’＝{v'_j|j＝1,…,n*m}；