[发明专利]一种溃坝波生成试验系统

说明书

本发明涉及一种溃坝波生成试验系统，能够高效重复利用水资源，展现溃坝波纵剖面形态特征，轻易控制闸门的升降和闸门的瞬间开启，从而方便快捷地制造出与实际情况所差无几的溃坝波，模拟瞬间垮坝实例；水资源循环系统实现了水资源的循环使用，节约水资源，保护生态环境，减少实验费用，能展现溃坝波纵剖面的形态特征，有利于分析研究；闸门控制系统能方便快捷地控制平面闸门（2）的升降，能使平面闸门（2）瞬间提升开启，且平面闸门（2）开启时间足够短，能够模拟瞬间垮坝实例，生成等同于实际情况的溃坝波；整个溃坝波生成系统结构简单，性能可靠，成本低廉，能够在我国绝大多数实验室中推广使用，有利于对溃坝波现象的进一步研究与探索。

技术领域

本发明涉及一种溃坝波生成试验系统，属于溃坝波试验技术领域。

背景技术

坝体溃决时，库内水体宣泄而下，坝址上游水位陡落，下游水位陡涨，流态变化剧烈，形成特有的水流波动现象，称为溃坝波。溃坝波在溃决瞬间，波面陡立，随即在溃口附近分为逆水负波和顺水正波分别向坝址上、下游传播。在传播过程中，波面逐渐平坦化，向下游推进的顺水正波称为溃坝洪水波，波前常以间断波的形式出现，给下游造成巨大灾害。研究溃坝波与结构物的相互作用规律，为结构物的设计以及减少、控制灾害损失提供了科学依据。这样，如何在实验室生成十分理想的溃坝波就成为一个关键性问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种溃坝波生成试验系统，能够高效重复利用水资源，展现溃坝波纵剖面形态特征，轻易控制平面闸门的升降和平面闸门的瞬间开启，从而方便快捷地制造出与实际情况所差无几的溃坝波，模拟瞬间垮坝实例。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种溃坝波生成试验系统，包括水资源循环系统和闸门控制系统，其中，水资源循环系统包括蓄水池、水槽、消能抽水池、第一水泵、第二水泵和第三水泵；蓄水池与水槽的其中一端之间通过第一水泵连接，第一水泵用于将蓄水池中的水向水槽中进行引流；水槽的另一端对接、并连通消能抽水池；第二水泵的输入端置于消能抽水池中，第二水泵的输出端经水管管路对接第三水泵的输入端，第三水泵的输出端置于蓄水池中；

闸门控制系统包括第一支架、平面闸门、平衡物、转轴、活动连接头、电动机、球铰、拨杆、第二支架和两根闸门轨道；其中，第一支架的两端架设于水槽两侧的挡水墙顶部，且第一支架的设置位置位于水槽中点位置面向第一水泵的一侧，沿水槽中水流流动方向、第一支架呈n形，且第一支架n形结构的两侧边均呈竖直姿态，第一支架n形结构顶边上设置定滑轮；平面闸门表面的形状、外径与水槽中对应第一支架所设位置的内部尺寸、内径相适应；两根闸门轨道的规格彼此相同，闸门轨道槽口两边的间距与平面闸门的厚度相适应，两根闸门轨道分别竖直固定设置于水槽中对应第一支架所设位置的两侧壁上，两根闸门轨道所在面与所设水槽中位置的水流流动方向相垂直，且两根闸门轨道的槽口彼此相向；平面闸门上对应两侧边分别活动设于两根闸门轨道的槽口中，平面闸门沿两根闸门轨道上下滑动，实现对水槽的阻隔或连通；

第二支架架设于水槽的其中一侧，第二支架顶部设置定滑轮，定义该定滑轮为闸门侧定滑轮，平面闸门的顶部连接一根钢索的其中一端，该钢索的另一端依次绕过第一支架n形结构顶边上的定滑轮、第二支架顶部的闸门侧定滑轮后，向下连接悬挂平衡物，闸门侧定滑轮位于平衡物的正上方，平衡物的质量大于平面闸门的质量，平衡物随所连钢索在竖直方向上的上下移动位移大于平面闸门竖直方向上的上下移动位移；

转轴侧面固定对接一根钢索的其中一端，电动机驱动端的位置与转轴上其中一端的位置彼此相对应，活动连接头活动设置于转轴上，活动连接头沿所设转轴所在直线方向滑动，对接电动机驱动端，用于实现电动机驱动端与转轴之间的对接；拨杆的其中一端通过球铰连接于活动连接头上，基于拨杆绕球铰的转动，将活动连接头由分别对接电动机驱动端、转轴的位置移动至转轴上，实现电动机驱动端与转轴之间的分离；转轴上所连钢索的另一端对接平衡物，用于实现对平衡物的竖直向上的牵引。