[发明专利]一种降雨径流模拟平台及控制方法

说明书

本发明公开了一种降雨径流模拟平台及控制方法，包括降雨装置和径流平台。降雨装置用于模拟人工降雨，通过PLC控制器驱动电动执行器，进而调节控制球阀阀门开度实现自动控制雨强大小，操作方便，从而减小了手动调节带来的误差；径流平台采用箱体式，底部设有液压杆，通过调节液压杆的高低驱动平台箱体转动，实现了径流平台坡面角度灵活可调；平台表面布置有多个滑移孔板，通过调节滑移孔板表征不同下渗率下垫面，解决了下垫面布设复杂，更换困难的问题。试验过程中降雨回流进收集箱，可实现循环利用，本发明实现了降雨径流试验非恒定降雨过程，降雨过程可用程序自动控制，径流平台坡面可灵活调节，下垫面布设更换便捷。

技术领域

本发明属于城市雨洪综合治理技术领域，涉及一种降雨径流模拟平台及控制方法。

背景技术

近年来，城市内涝灾害频发，随着“海绵城市”这新一代城市雨洪管理概念的提出，雨洪综合治理已成为地学、水力学、工程水文学等学科领域研究的热点问题。由于自然条件下降雨的不确定性及外界信息干扰大等因素，采用人工模拟降雨进行降雨径流模拟试验成为城市雨洪综合治理研究的重要手段。径流平台可根据实验目的和具体要求进行布设，通过控制降雨强度、降雨历时、降雨高度等重要参数重现不同的天然降雨环境，既能缩小经济成本，节约大量的人力和物力，又能缩短实验周期。

目前存在的降雨径流模拟装置及控制方法虽形式各异，但大多存在降雨装置与径流平台两方面不足因而无法满足城市降雨径流模拟试验的需求。降雨供水设施采用恒压水泵进行供水模拟降雨，该方法仅能进行恒定雨强试验，而并不能模拟出实验所需的非恒定降雨过程；径流平台多为固定结构，不可灵活的改变径流平台斜坡角度，平台下垫面布设复杂，更换困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种降雨径流模拟平台及控制方法，解决了上述现有技术中存在的人工降雨系统中降雨强度不可自动调节、径流平台坡度无法灵活改变以及下垫面布设复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种降雨径流模拟平台，包括降雨装置和径流平台两部分；所述降雨装置用于在径流平台上方进行人工模拟降雨；所述降雨装置包括供水模块和控制模块，控制模块通过电动执行器对供水模块的整体调控实现对降雨过程的人工模拟。

供水模块包括水箱，水箱内设置有水泵用于向给水管供水，给水管上依次安装有安全阀门、控制球阀和电磁流量计，控制球阀连接有电动执行器，给水管输出端与分流管输入端通过法兰连接，分流管的底部设有管道支撑座对管道进行固定支撑；分流管输出端与降雨管输入端通过法兰连接，降雨管下方均匀设有降雨喷头。

分流管采用支撑杆进行支撑，支撑杆下设有支撑基座进行固定。

水泵最大流量0.16m³/h，扬程5m；所述电磁流量计量程0.008～0.25m³/h，控制球阀和电磁流量计之间保证有10D长度直管段，用于控制球阀不同开度下的流量率定；

控制模块包括PLC控制器，PLC控制器连接有电动执行器。

电动执行器输入端通过两线制与PLC控制器连接，用于接收0-10V电压信号，输出端与控制球阀通过法兰配套连接，向控制球阀输出转角力矩控制开度。

径流平台包括箱体，箱体一端采用底座支撑，另一端采用转动支座支撑；箱体表面安装有下渗基板，下渗基板上方设有滑移孔板；箱体内部安装有下渗导流板；箱体下方放置有下渗收集箱，箱体远离给水管的一侧设置有径流收集箱。

箱体底部安装有转动连接套，与转动支座采用销轴方式转动连接；所述箱体下方设有液压杆，通过提升液压杆改变径流平台坡度；所述下渗基板等距设有下渗基孔；所述滑移孔板等距设有滑移下渗孔，滑移下渗孔与下渗基孔对应，下渗基板底部设有软磁铁用于固定在下渗基板上；所述下渗收集箱和径流收集箱均放置在导流器下方，用于收集下渗流量和径流流量。

一种降雨径流模拟平台的控制方法，采用一种降雨径流模拟平台，步骤具体如下：