[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

说明书

本发明公开了一种激流水道水力设计方法及水域救援综合训练基地，提出了激流水道不同水流流态水力参数的计算方法，使得在水道中可以准确模拟出天然河道多种激流流态；提供了激流水道不同水流流态训练区可供参考的技术要求和设计标准，确保了参训人员的人身安全及训练效果。通过水域救援综合训练基地激流水道的实操培训，便于救援人员在不同水域事故场景下选择相对合理的救援方法，极大地提高水域事故救援成功率。

技术领域

本发明涉及应急救援技术领域，特别是一种激流水道水力设计方法及水域救援综合训练基地。

背景技术

受极端天气影响，洪涝灾害引发的人员被困事故显著增多，水域救援任务日趋繁重， 救援形势越来越严峻。水域救援最显著特点是遇险事故的突发性、救援环境的危险性和 救援时间的紧迫性。目前，救援人员的水域救援理论知识不足、训练场地匮乏，救援人员训练尚依赖于天然河道。由于天然河道来水条件不确定、河道地形复杂，训练计划安 排受到极大制约，训练过程中救援人员人身伤亡事故时有发生。激流水道的作用就在于 为救援人员提供安全可靠的实操培训场地。激流水道水力条件应满足理论知识教学、水 流形态识别、基础体能训练、救援组织与指挥等功能要求，同时应满足分场景救援技术 和自救方法、救援装备操作、现场急救等训练要求，以及在不同水域事故场景下选择相 对合理的救援方法，确保救援人员自身安全，提高救援成功率。

根据水域救援特点，激流水道需要模拟出常见的水流流态，主要包括：沸腾线、翻滚流、覆盖流、微笑流、皱眉流、漩涡流、回流区等多种流态，以及舟艇操控训练区域 和车船覆没救援训练区域。在水域救援技术领域，激流水道水流流态技术要求缺乏可供 参考的设计标准，水力计算方法远远超出了现行标准规范及水力计算手册的适用范围。

CN113362669A提供了一种消防救援形成V字流流态的水道及流态设计方法，CN215562303U、CN211473544U提供了一种水域救援综合训练基地，然而上述现有技 术并未提供沸腾线、翻滚流、覆盖流、微笑流、皱眉流、漩涡流、回流区等流态的可供 参考的水力参数计算方法、技术要求和设计标准，无法准确计算与模拟激流流态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种激流水道水力设计方法及水域救援综合训练基地，提出不同水流流态水力参数的计算方法，提供不同水流 流态训练区可供参考的技术要求和设计标准，达到在激流水道中准确模拟出不同水流流 态的目的，从而确保参训人员训练时的人身安全和训练效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种激流水道水力设计方法，激流水道包括沸腾线训练区；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。

本发明提供了沸腾线训练区水力参数计算方法，准确地模拟了沸腾线流态，确保参训人员在沸腾线训练时的人身安全和训练效果，提高水域救援能力。

本发明中，P＝0.5m～1.0m。

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的计算公式为：