[发明专利]兼具自动清沙功能的移动加沙造波浑水模型试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种兼具自动清沙功能的移动加沙造波浑水模型试验装置及方法。该装置包括试验水池系统、造波系统、加沙清沙系统、监测系统、控制系统；造波系统采用移动式造波机与固定式造波机、直立式消能箱与斜坡式消能网相结合的布置，能实现三向规则波、多向不规则波的模拟；加沙清沙系统可多断面移动式加沙，并能实现自动清沙功能；监测系统和控制系统可实现装置的闭环控制，使装置按照给定的加沙时空过程曲线，实现与波浪同步匹配加沙的模拟试验。本发明既能产生多方向多波形的波浪，又能保证试验加沙的稳定性，实现了自动、移动式、多向造波加沙的功能，且能循环利用试验水沙，具备自动清沙功能，有效的降低了试验成本。

技术领域

本发明属于一种近海工程浑水波浪试验装置，特别涉及一种兼具自动清沙功能的移动加沙造波浑水模型试验装置及方法。

背景技术

实体物理模型试验是河口、海岸等近海区域涉水工程设计和理论研究不可或缺的一种科学方法。近海区域水流波浪泥沙环境复杂，工程结构物受力及结构物附近水域的冲淤变化也十分复杂。

对于港口建设、航道整治、海岸开发、造岛及护岸等涉水工程，在自然条件下及工程实施后的水下地形冲淤及工程结构物的受力状况，都是工程设计时要研究的关键问题。一套能满足移动式造波，并耦合泥沙作用的浑水试验装置是研究和解决港口、海岸与近海工程波浪泥沙问题的重要手段之一。

现有的浑水波浪试验装置不能很好的实现与波浪同步匹配加沙量的模拟，与造波系统的耦合性常常不能满足试验要求，一次试验后，不能很好地自动沉沙清沙、循环利用。另外，对于以舟山群岛为代表的群岛地形，受到钱塘江、长江口及湾外海域等多个方向的来沙来浪作用，而现有的浑水波浪试验装置的造波设备只能产生固定方向的特定波形波浪，其加沙设备也无法同时在多个加沙断面之间自由移动，使得其不能满足多向来沙来浪的近海涉水工程的模拟试验要求。

故针对多向来沙来浪的近海工程，需发明一种能多向多波形造波，多断面移动式加沙，循环利用试验水沙，实现波浪和泥沙耦合功能的试验装置，以提高试验的可靠性，经济性，为波浪、泥沙和工程结构物的相互作用研究提供重要手段。

发明内容

针对现有技术的浑水波浪试验装置的不足，本发明提供一种兼具自动清沙功能的移动加沙造波浑水模型试验装置，该装置能多向造波且能产生多种波形波浪，多断面加沙，并能循环利用试验水沙，可按照给定的加沙时空过程曲线，实现与波浪同步匹配加沙量的模拟，以满足近海区域涉水工程设计和理论研究的需要。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：

一种兼具自动清沙功能的移动加沙造波浑水模型试验装置，包括试验水池系统、造波系统、加沙清沙系统、监测系统、控制系统。

上述各系统可以采用如下的优选方式实现，且各技术特征在没有相互冲突的情况下均可进行组合：

试验水池系统由试验水池、地下水库、排水孔组成；造波系统包括抽水泵群、造波装置、消能装置；加沙清沙系统由地下水库沉沙池、浑水储备搅拌池、加沙搅拌池、泥浆泵、搅拌器、含沙量仪、固定式循环加沙管道、移动式加沙管道、开关阀、调节阀、加沙喷嘴组成；监测系统由波高仪、流速流向仪组成；控制系统包括造波控制柜、加沙控制柜。

试验水池系统包括试验水池、地下水库、排水孔。其中试验水池是涉水工程结构物布设区域；地下水库位于试验水池下方，作为储存收集试验用水的场所，试验水池底部设有排水孔，用于将试验水池中的水体排入地下水库，以便下次试验循环使用。

造波系统包括抽水泵群、造波装置、消能装置；所述抽水泵群由过滤器、水泵、止水消能罩组成，沿试验水池三边均匀布置，安装在试验水池下方，用于向试验水池中注水，以便造波机造波。