[发明专利]一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置

说明书

本发明涉及一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置，属于溃坝波研究用实验装置技术领域。一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置，包括水槽，安装在水槽内的闸门，以及控制闸门升降的升降装置，其特征在于，所述闸门包括闸门板体，闸门板体的下部设置有用于形成稳流的稳流水孔，所述稳流水孔为横剖面成T字形的阶梯孔，闸门板体的上部设置有用于供水溢流的溢水口，溢水口的两侧设置有供水门装置中的水门横向移动的水门口；交叠安装的一对水门安装在溢水口内，通过控制两个水门之间的间距，模拟坝体不同豁口状态下的溃坝波。

技术领域

本发明涉及一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置，属于溃坝波研究用实验装置技术领域。

背景技术

2013年我国发布的《第一次全国水利普查公报》显示，我国现有各类水库总计98002座，其中库容超过1亿m³的大型水库超过400座。在我国水库保护范围之内，包含有数百座大中型城市、超过3亿人口以及4.8亿亩农田。随着时间的推移以及常规维护的缺失，水库大坝不可避免地会出现坝体老化和破损等现象，形成险库、病库，地震、特大暴雨等极端事件易诱发溃坝，产生巨大的安全隐患。大坝安全涉及公共安全，研究大坝溃决洪水运动特性，探讨水库溃坝风险对于加强区域防洪减灾具有重大意义。

溃坝实验的研究过程中，Ritter(1892)基于浅水长波假定，通过求解圣维南方程(浅水方程)对理想流体溃坝波在平直无摩擦干水槽中的二维运动进行了理论分析；Stoker(1957)将Ritter(1892)解进行扩展，推导了平直无摩擦水槽下游初始有水时的溃坝波运动的理论解。同时Stansby et al.(1998),LaRocque et al.(2012),KocamanOzmen-Cagatay(2015)等做了一系列通过大量运用矩形水槽并以闸门瞬间打开方式来获得溃坝水体的溃坝实验，并且得到了许多珍贵实验数据。

在目前的溃坝实验装置中，仅有模拟干床和静止水体的湿床两种工况的闸门，故对模拟板后有已知流速的稳定流的闸门存在空缺。

发明内容

针对现有技术中缺少模拟板后有已知流速的稳定流的实验装置的问题，提供一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置。

本发明是通过如下的技术方案，解决上述技术问题：一种用于在稳定流上模拟决堤溃坝波的装置，包括水槽，安装在水槽内的闸门，以及控制闸门升降的升降装置，其特征在于，所述闸门包括闸门板体，闸门板体的下部设置有用于形成稳流的稳流水孔，所述稳流水孔为横剖面成T字形的阶梯孔，闸门板体的上部设置有用于供水溢流的溢水口，溢水口的两侧设置有供水门装置中的水门横向移动的水门口；交叠安装的一对水门安装在溢水口内，通过控制两个水门之间的间距，模拟坝体不同豁口状态下的溃坝波。

上述技术方案的优点是：通过闸门下部的稳流水孔，实现水槽内在闸门的后方，始终有稳流，在利用前端进水，模拟溃坝时的溃坝波；为了能够更真实的模拟溃坝时的状态，并设置及了水门，水门开关的大小，可以模拟不同的溃口状态下，检测溃坝波的状况。本申请的装置操作简单、成本低、实验效率高，可以通过调整孔口面积来控制板后恒定流的流速，实现了在有初始流速的恒定流上模拟溃坝波产生的目标。

在上述技术方案的基础上，发明人对上述技术方案，做出如下的完善及改进：

进一步，所述的水门装置包括水门和驱动水门的水门气缸，水门上设置有水门推杆，水门推杆的端部和水门气缸的活塞杆端部通过连接板连接，所述连接板连接水门推杆的端部为半圆槽，水门推杆的端部安装一对螺母，连接板的半圆槽插装在两个螺母之间，水门推杆与水门气缸的活塞杆平行。

上述的技术特征在本申请中的有益效果是：水门装置中的水门横向移动，可以调节水流出口的大小，用于模拟不同溃口的溃坝波。

进一步，所述的闸门板体的顶部设置有导向条；导向条与导向槽配合，一对导向槽将导向条夹持在中间。