[实用新型]用于潮汐河口泥沙物理模型的一种适时加沙系统

说明书

技术领域

本发明涉及潮汐河口物理模型开展泥沙冲淤试验所需的一种加沙设施。 

背景技术

河口物理模型试验是河口治理、港航整治以及涉水工程研究的重要手段，泥沙冲淤引起的河口河床地形变化则是动床模型试验的主要研究对象。为有效地复演潮汐河口的水沙运动现象，河口物理模型应遵循几何、动态与动力的相似准则。当涉及泥沙运动模拟时，除合理选择模型沙外，还要求对模型加沙过程与数量进行控制。传统的方法一般多采用循环方式，在加沙循环管上开设大小不同的孔口，通过人工开闭加沙管上的加沙阀门与调节各孔口的开度来控制模型进口加沙量。这种方法加沙精度差、自动化程度低、费时费力、人为干扰因素多，而且加沙流量受供水条件影响不易稳定，加沙阀门至模型出沙段易成“盲肠段”而引起堵塞。因此，一般适用于恒定加沙的条件。 

以钱塘江为代表的潮汐河口，泥沙运动以悬沙为主，有别于一般河流的推移质运动。水体中的含沙量呈非恒定性，常随潮汐大小、潮汐过程而变化，而且变化快、幅度大。因此，为满足潮汐河口泥沙运动的相似性，加沙系统必须能随潮汐水流变化进行非恒定适时加沙，而传统的加沙方法往往满足不了上述的试验要求与控制精度。 

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种加沙系统，该系统能依据潮汐的大小与变化过程适时控制加沙时间与加沙数量，以满足潮汐河口物理模型的加沙工作的需要。 

本发明采用的技术方案是： 

用于潮汐河口泥沙物理模型的一种适时加沙系统，其特征在于该系统包括装有潜水搅拌器和潜水输沙泵的拌沙池、安装在河口模型处的采用计算机控制的模型加沙装置以及两端分别连通拌沙池与模型加沙装置的输沙管道，输沙管 道上还装有控制闸阀与调压装置。 

所述的输沙管道由进水管与回水管组成，其中进水管未端分成二路，一路通过法兰与控制闸阀接通，另一路与回水管接通。 

所述的调压装置中，调压管竖立安装且其顶端接通一排气管，排气管的顶端装有一排气阀以及排气罩；调压管上还旁接一竖管，排气管的底端以及竖管的底端分别通过回路管接通进水管以及拌沙池。 

所述的模型加沙装置包括出口端装有快速开启堵盖的加沙管以及支撑加沙管的可调托架。 

所述控制闸阀通过电缆接通计算机，以实现开启与关闭进行统一调度和管理。 

本发明的工作原理如下(见图1)：基于循环供沙的原理，先将事先计算的模型沙沙量与水量加入拌沙池，开启潜水搅拌器搅拌水沙混合物。当搅拌均匀使拌沙池内的含沙量达到目标值后，开启潜水泵将水沙吸出进入输沙管道进水管。水沙由进水管流至控制闸阀，当控制闸阀开启时，水沙通过软管流到模型加沙装置进入试验模型，多余水沙经回水管进调压装置流回拌沙池。当控制闸阀关闭时，水沙经回水管进调压装置直接流回拌沙池。由于控制闸阀开或关、开启时间的长短将决定泥沙模型试验何时开始加沙与加沙数量的多少，因此，通过分析潮汐河口试验水域实测含沙量与潮汐大小、潮汐过程的关系，得到泥沙模型试验的加沙时间与加沙数量。然后，通过人机对话设定控制软件的相关数据，利用网络实时传输加沙指令控制闸阀开启、开启时间以及关闭。从而，实现了潮汐河口泥沙物理模型加沙工作的自动控制与适时加沙的目的。 

本发明的有益效果是，采用本发明对潮汐河口物理模型进行非恒定加沙实现了适时控制，辅以调压装置稳压和稳流作用，保证了模型试验的加沙精度；而且，在整个加沙过程中从搅拌、输沙、控制闸阀开关与开启时间均按预先设定的程序进行控制，完全消除了人为因素的影响，提高了模型加沙的自动化控制程度，大幅度提高了加沙的工作效率，而且显著降低科研人员的工作强度和 工作量。 

附图说明

图1是本发明的水沙输移过程基本原理图。 

图2是本发明所述加沙系统的结构示意图。 

图3是本发明中的调压装置的结构示意图。 

图4是本发明所述模型加沙装置中的加沙管的结构示意图。 

图5是本发明所述模型加沙装置中的可调托架的结构示意图。 

图中1拌沙池、2潜水搅拌器、3潜水输沙泵、4输沙管道进水管、5输沙管道回水管、6控制闸阀、7模型加沙装置、8调压管装置、9计算机、71加沙管、72可调托架、73快速开启堵盖、711加沙出水孔、721半圆形凹槽、722滑杆、723滑套、724锁紧螺钉、725支脚、81调压管、82排气管、83排气阀、84排气罩。 

具体实施方式

本发明以钱塘江河口模型加沙系统为实施例，说明具体的实施方案。