[实用新型]一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统

说明书

本实用新型公开了一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，包括：用于给上游供水的上游边界供水装置、用于给下游供水的下游边界供水装置，以及用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。本发明实施例预先在动床低洼区域采用移动式供水装置，小流量供水流路用于开始流速测量装置正常工作前的补水，而后通过与流速测量装置配合，大流量供水流路在小于底沙起动流速的流量下，中段供水、反坡涨水，低洼区的水体成为了抵挡外围水体冲击床沙的有效防御。待水面淹没动床边界后，通过大流量供水流路与上、下游边界供水装置一起快速供水，大幅减少水边界供水对初始地形的破坏。

技术领域

本实用新型应用于河工模型试验领域，主要涉及动床底沙河段的平稳注水，特别是一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统。

背景技术

试验室研究水流冲刷问题常采用动床河工模型试验的手段，动床区为非硬化的床沙按照河床面貌精确铺设的河床面貌形态，通过与水动力的相互作用反映河床的冲淤演变特征。

河工模型试验根据试验区域和研究目的的不同，开放的水边界一般分为单边界和多边界，无论几条边界，各水边界后方均有外部供水设备，如水泵等进行供水。试验运行前，在完成河床精准铺沙和各种准备工作后，河道为干涸状态，需要在模型中注入水体，且满足严格的起始水深条件。

注水时为避免水流对动床铺沙地形产生不必要的破坏，目前常常采用水泵小功率慢速供水，该方法由于操作员和现场距离较远容易导致动床地形侵蚀，特别是对于水边界处地形高、中部动床区地形较低、落差较大的类似盆地式模型，水边界慢速供水法存在较大弊端，虽然水边界可提供较小的流量，但由于模型中存在水流正坡，较薄的水层依然会在重力作用下顺着斜坡自动加速，对初始铺沙地形产生一定的破坏，影响试验精度，如果盆底也处于动床区，那么破坏区块会更大，需要花费很多时间对破坏区块进行水中修补和还原，影响试验效率、精度也受影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，以解决目前水边界单独供水的方法与动床地形较易破坏的矛盾问题。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种用于动床河工模型的多边界联合注水系统，包括：

用于给上游供水的上游边界供水装置、

用于给下游供水的下游边界供水装置，以及

用于给动床区供水的移动式动床区反坡供水装置，所述移动式动床区反坡供水装置包括小流量供水流路和大流量供水流路。

进一步地，所述上游边界供水装置包括上游变频器、与所述上游变频器电连接的上游潜水泵以及用于采集上游水位测量值的上游自记水位仪。

进一步地，所述下游边界供水装置包括下游变频器、与所述下游变频器电连接的下游潜水泵以及用于采集下游水位测量值的下游自记水位仪。

进一步地，所述上游潜水泵和下游潜水泵均布置在一个循环水池中。

进一步地，所述上游潜水泵的出水口通入上游前池中。

进一步地，所述下游潜水泵的出水口通入下游前池中。

进一步地，所述移动式动床区反坡供水装置包括清水箱、第一真空泵、第二真空泵、第一变频器、第二变频器、用于检测动床沙面上流速的流速测量装置、稳流设施，所述第一真空泵与第一变频器电连接，第二真空泵与第二变频器电连接，所述第一真空泵和第二真空泵均从清水箱取水，所述稳流设施布置在动床沙面的低洼处，接收第一真空泵和第二真空泵泵出的水。

进一步地，所述流速测量装置包括流速仪和与所述流速仪电连接的旋桨流速测杆，所述旋桨流速测杆固定于需测量流速的动床沙面上。

进一步地，所述稳流设施采用橡胶软垫，所述橡胶软垫的表面具有非光滑的波浪形条纹。