河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统及其模拟方法技术方案

本发明专利技术是河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统及其模拟方法，该系统的结构包括干流水槽、支流水槽、水槽下游区、上游A水箱、上游B水箱、下游水箱、A抽水管道、加沙器、B抽水管道；其中，干流水槽的上游与上游A水箱连通，支流水槽的上游与上游B水箱连通，上游A水箱与下游水箱之间通过A抽水管道连通实现水流循环，上游B水箱与下游水箱之间通过B抽水管道连通实现水流循环，A抽水管道上设有A电磁流量计、A阀门、A变频泵,B抽水管道上设有B电磁流量计、B阀门、B变频泵,干流水槽上有A加沙器，支流水槽上有B加沙器。优点：实现了河网交汇区深坑‑沙垄等复杂河床下水流、泥沙运动和床面形态变化的模拟和观测。

Experimental system and simulation method of sediment movement in complicated river bed in confluence of river network

The present invention is the intersection of river water and sediment movement of the riverbed experiment system and its simulation method of complex area, the structure of the system, including the main stream of water tank, water tank, water tank, downstream tributaries upstream of A water tank, water tank, water tank, downstream of the upstream B A pumping pipeline, Gaza, B pumping pipe; the water tank is communicated with the upstream upstream A water tank, water tank communicated with the upstream tributaries upstream of the B tank, A tank and water tank between the upstream downstream through the A pumping pipeline is communicated to realize water circulation, between the water tank and the water tank through the downstream upstream B B pumping pipeline is communicated to realize water circulation, A pumping pipeline is provided with a A electromagnetic flowmeter, A valve, A pump, B pump the pipeline is provided with a B electromagnetic flowmeter, B valve, B pump, A is in Gaza sink, B is on the Gaza tributary flume. Advantages: realizing the network convergence of simulated and observed the movement of water and sediment and bed surface morphology changes of dune complex pit area under the riverbed.

【技术实现步骤摘要】
河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统及其模拟方法
本专利技术涉及一种河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统及其模拟方法，属于河流动力学科学

技术介绍
我国东部平原地区经济发达，人口众多，但河湖污染严重，加上河流交错、水动力不足，自净能力差，水安全形势严峻，严重威胁人民的用水安全；这使我国东部平原河流尤其是河网的水安全问题备受关注；平原区河网交汇处是河网水体污染物汇合掺混和输移富集的重要控制节点，揭示河网交汇处污染物输移规律对明确河网污染物输移轨迹和归宿、保障我国东部河网水安全具有十分重要的意义。污染物输移的主要驱动力包括对流和紊动扩散；但是，交汇处“深坑-沙垄”床面形态特殊，水流结构复杂、紊动强烈，对流特性未明；同时，平原地区泥沙较细且富含黏沙，对污染物具有较强的吸附和解吸附作用，因此泥沙运动在污染物富集和水体二次污染方面同样扮演着重要角色；因此，研究河网交汇处复杂床面下水沙运动规律是揭示河网交汇处污染物输移规律的前提；因床面形态生成、稳定和固化等的困难，目前现有的研究河网交汇处水沙运动的实验系统和模拟方法主要是不考虑床面形态下的水沙运动，所得的研究成果也与实际情况有所背本文档来自技高网...

【技术保护点】
河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是包括干流水槽、支流水槽、水槽下游区、上游A水箱、上游B水箱、下游水箱、A抽水管道、加沙器、B抽水管道；其中，干流水槽的上游与上游A水箱连通，支流水槽的上游与上游B水箱连通，上游A水箱与下游水箱之间通过A抽水管道连通，上游B水箱与下游水箱之间通过B抽水管道连通，A抽水管道上设有A电磁流量计、A阀门、A变频泵, B抽水管道上设有B电磁流量计、B阀门、B变频泵,干流水槽上有A加沙器，支流水槽上有B加沙器。

【技术特征摘要】
1.河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是包括干流水槽、支流水槽、水槽下游区、上游A水箱、上游B水箱、下游水箱、A抽水管道、加沙器、B抽水管道；其中，干流水槽的上游与上游A水箱连通，支流水槽的上游与上游B水箱连通，上游A水箱与下游水箱之间通过A抽水管道连通，上游B水箱与下游水箱之间通过B抽水管道连通，A抽水管道上设有A电磁流量计、A阀门、A变频泵,B抽水管道上设有B电磁流量计、B阀门、B变频泵,干流水槽上有A加沙器，支流水槽上有B加沙器。2.根据权利要求1所述的河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是所述干流水槽的上游与上游A水箱的连通处设有A整流格栅，支流水槽的上游与上游B水箱的连通处设有B整流格栅，A整流格栅和B整流格栅确保水槽内水流平稳。3.根据权利要求1所述的河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是所述干流水槽、支流水槽、水槽下游区的宽度设置应遵循水力几何关系：wpc=wm[1+(wt/wm)1/b]b，wpc是指水槽下游区的水槽宽度，wm为干流水槽的宽度，wt为支流水槽的宽度；参数b设置为0.5。4.根据权利要求1所述的河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是所述干流水槽和支流水槽的汇流角根据现场河道交汇的真实情况设定，或者根据实验研究人员的研究目的而设定特定汇流角进行研究。5.根据权利要求1所述的河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是所述干流水槽与支流水槽连接处为交汇口，交汇口的周围是交汇区，选取位于干流水槽上交汇口下游的部分交汇区为测量区，利用超声波多普勒测速仪测取测量区的三维水流流度，用来确定交汇区内复杂的水流结构的对流和紊动扩散特性，测量时添加中性浮力空心玻璃球增强超声波多普勒测速仪的超声波散射信号。6.根据权利要求1所述的河网交汇区复杂河床下水沙运动的实验系统，其特征是所述交汇区中铺有两种中值粒径不同的沙混合而成的泥沙，且应满足：（1）在上游和下游恢复区无大量泥沙起动，即泥沙中值粒径大于起动粒径；（2）在表面细颗粒泥沙被冲蚀之后，会产生强烈的床面粗化，保护底下的细颗粒泥沙不再被冲蚀，并形成冲坑和沙垄等典型的床面形态。7.根据权利要求1所述的河网交...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁赛瑜，唐洪武，林青炜，夏阳，曹昊，姜兆宇，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32