[发明专利]激流水道水力设计方法及水域救援综合训练基地

权利要求书

1.一种激流水道水力设计方法，激流水道包括沸腾线训练区；其特征在于，该方法包括：

当所述沸腾线训练区上游壅水堰体为半圆型宽顶堰时，堰上水头H的计算公式为：

当所述沸腾线训练区上游壅水堰体为半圆型堰时，堰上水头H的计算公式为：

当所述沸腾线训练区下游壅水堰体为折线型低堰时，下游水深ht计算公式为：

沸腾线消能率K计算公式为：

其中，m为流量系数；q为单宽流量，h为折线型低堰堰上水头，b、P分别为折线型低堰堰体宽度和高度；Z为上、下游水面总落差，g为重力加速度。

2.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，P＝0.5m～1.0m。

3.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括翻滚流训练区；所述翻滚流训练区水力参数计算方法包括：

翻滚流前缘的水流流速V计算公式为：

满足翻滚流流态形成条件的来流水深h₀计算公式为：

满足翻滚流流态形成条件的下游水深h_t计算公式为：

其中，Z₁为斜坡上下游总落差，为斜坡段流速系数，i为斜坡坡度，5°≤θ≤10°，来流水深

4.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括覆盖流训练区；所述覆盖流训练区水力参数计算方法包括：

满足覆盖流流态形成条件的来流水深h₀计算公式为：

满足覆盖流流态形成条件的下游水深h_t计算公式为：

涌浪高度Z₂的计算公式为：或：

其中，V为来流流速，取值范围为3.0m/s～5.0m/s。

5.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括微笑流训练区；所述微笑流训练区水力参数计算方法包括：

滞点水面壅高值Z₃计算公式为：或

其中，V为迎水面行近流速，取值范围为大于1.5m/s；

下游水深h_t的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括皱眉流训练区；所述皱眉流训练区水力参数计算方法包括：

皱眉流顶冲流速V的取值范围为：2.0m/s～3.5m/s，水流弗劳德数Fr为Fr＝0.5～0.8；

皱眉流训练区水深ht的计算公式为：

涌浪爬高值Z₄的计算公式为：或，

7.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括漩涡流训练区；所述漩涡流训练区水力参数计算方法包括：

流速V取值范围：2.0m/s～4.0m/s；

水深h₁的计算公式为：

8.根据权利要求1所述的激流水道水力设计方法，其特征在于，所述激流水道还包括回流区；所述回流水力参数计算方法包括：

流速V取值范围：0.5m/s～2.0m/s，水流弗劳德数Fr小于1；

水深h₂的计算公式为：

9.一种水域救援综合训练基地，包括沿水道布置至少一个激流水道训练区；其特征在于，所述激流水道训练区水流流态采用权利要求1～8之一所述方法设计。

10.根据权利要求9所述的水域救援综合训练基地，其特征在于，还包括舟艇操控训练区域和车船覆没救援训练区域；所述舟艇操控训练区域包括覆盖流、微笑流、皱眉流、漩涡流、回流区水流流态；所述车船覆没救援区域设置于回流区。

11.根据权利要求9或10所述的水域救援综合训练基地，其特征在于，所述水道净宽为4m～15m，水面落差5.0m～8.0m，综合底坡取1:20～1:30，供水流量10m³/s～20m³/s。