[发明专利]一种水位可控降落边坡渗流试验水槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种水位可控降落边坡渗流试验水槽，可开展水位可控降落工况下的边坡渗流及稳定试验，属于水利水电模型试验领域。

背景技术

抽水蓄能电站在电网中的调峰填谷、紧急事故备用、调频、调相等作用已被世界各国公认，近年来在我国也得到了快速发展，一大批抽水蓄能电站相继建成或在建中。抽水蓄能电站心墙堆石坝上游坝坡取多少仅取决于坝基条件、上游坝壳料强度指标，而且与水库水位降落时上游坝壳中自由水面线位置有密切关系。抽水蓄能电站在实际运行过程中需频繁调整水位，特别是在需要发电时，会出现上游库水位快速降落情况，这将对边坡稳定性产生威胁。

发明内容

发明的目的：提供一种用于边坡上游水位可控降落的渗流试验水槽，能快速开展边坡渗流及稳定试验。

技术方案：试验装置主要包括①边坡可视试验区、②进水装置、③水位可控出水装置、④同步监测系统4个部分，其中：

边坡可视试验区：为试验开展的主区域，可按试验要求在此区域填筑边坡模型。该区域前部为透明有机玻璃板，并通过钢架进行加固，便于实时观察；背部钢板上预留螺纹孔，可按需安装渗压计。

进水装置：利用水泵进行供水，进水管顶部安装有伞形水流效能装置，防止进水时对边坡产生冲刷破坏。

水位可控出水装置：由步进电机、螺杆、排水花管和花管外柔性不透水可伸缩套管组成。可伸缩套管与螺杆连接，通过控制步进电机带动螺杆升降，从而带动可伸套管上下移动，控制水槽内水位。

同步监测控制系统：控制步进电机的转速和运转周期，从而实现水位下降速度及下降范围可控；渗流及边坡稳定监测则由安装在边坡内部及水槽背面的渗压计和位移传感器组成，通过实时数据传输，实现边坡渗流及稳定性监测。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：边坡试验区正面由透明有机玻璃板制作，方便观察内部情况；试验区背部安装渗压计，其结果可与边坡内部渗压计数据进行对比，验证边坡平面渗流状态；可实现水槽水位可控升降。

附图说明

图1：水槽前视图

图2：水槽剖面图

图3：水槽后视图

图4：试验装置总装示意图

其中：1，水槽框架；2，透明有机玻璃板；3，钢制支架；4，螺杆；5，步进电机；6，可拆装密封门；7，软性可伸缩不透水套管；8，套管密封底座；9，进水管伞形效能装置；10，调节阀门；11，排水花管；12，试验坝坡；13，背部渗压计安装孔；

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

1、打开可拆装密封门(6)，按试验要求进行坝体填筑；填筑时可在坝体内部安装渗压计和位移传感器，填筑完成后将(6)进行密封；

2、启动步进电机(5)，将可伸缩套管(7)提升至最高位，关闭步进电机(5)；

3、启动渗压计监测系统，开始水压力数据采集；

4、启动进水水泵，并逐步打开调节阀门(10)进行水槽缓慢注水，观察渗压计压力变化，同时通过试验区透明有机玻璃板(2)观察坝体内部(12)，确保坝体内部(12)充分饱和，待水位上升至套管最顶端，并在排水口出现溢流后，关闭阀门(10)，并关闭进水水泵；

5、按试验要求，设定步进电机(5)转速及运作周期(圈数)，启动步进电机(5)，带动套管(7)下降，从而控制水槽内部水位下降速度和距离；

6、待步进电机自动停止后，按试验要求适时停止数据采集，从而完成水位下降过程中的渗流及稳定性数据采集。