四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，包括试验水池系统、生潮系统、造波系统、径流系统、潮滩模拟系统、信息采集系统、控制系统；生潮系统调节试验水池内潮流的流态，按照给定潮汐过程参数模拟四面生潮；造波系统根据给定参数调整波浪类型和要素；径流系统使得径流出流流量恒定，按照给定参数模拟径流情况；潮滩模拟系统运用三维打印技术设计潮滩三维地形地貌，控制潮滩地形、底床泥沙级配、粗糙度。本发明专利技术能模拟多形态潮滩参数进行生潮、造波、径流等潮滩相关试验，达到精确模拟多形态潮滩区域潮、浪、径流动力特性及时空变化规律的目的，从而研究多形态潮滩在潮、浪、径流作用下的演变规律。径流作用下的演变规律。径流作用下的演变规律。

【技术实现步骤摘要】
四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置及其方法


[0001]本专利技术属于一种多形态潮滩多流态模拟试验装置，特别涉及一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置。

技术介绍

[0002]强潮海域潮滩大面积发育，为高强度人类活动提供了广阔的土地资源。潮滩区域的各类近海工程，如港口、航道整治、围垦、浮式平台等，受到潮流、波浪、径流的多角度综合作用，影响着工程结构物的安全及稳定。物理模型试验是解决各类工程实际问题的一个重要研究手段。目前对于海洋环境下的工程结构物模拟试验，对潮滩区域动力特性考虑还有进一步发展的空间。需专利技术一种能考虑多形态潮滩、多驱动要素的，能自由控制并能模拟多种流态的实验装置，以提高试验的可靠性及可操作性。
[0003]强潮河口潮滩形态受高强度人类活动影响，地形复杂。淤泥质潮滩往往发育在沿海河口、三角洲、海湾等半封闭海岸，受到多种环境动力因子共同作用，潮滩区域动力与演变过程复杂，风浪掀沙和潮流输沙是淤泥质潮滩演变的重要机制。目前对强人类活动影响下，潮、浪、径流共同作用下淤泥质潮滩区域动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：包括试验水池系统、生潮系统、造波系统、径流系统、潮滩模拟系统、信息采集系统、控制系统；所述的试验水池系统包括试验水池和蓄水池；蓄水池有多个，均匀布置在试验水池下方；蓄水池上方设有排水孔，用于将试验水池中的水体排入蓄水池；所述的蓄水池下方布置沉沙池；所述的生潮系统包括通过第一输水管道与蓄水池相连的分布式泵群、安装于所述第一输水管道末端的第一过滤器、设置于所述分布式泵群出水端的第一止水消能罩；安装于第一止水消能罩上方的第一导流板，该第一导流板位于试验水池底部位置；所述的径流系统包括通过第二输水管道与试验水池底部相连的定水位稳流箱、安装于第二输水管道上的径流控制泵、安装于所述第二输水管道上的第二过滤器、设置于所述径流控制泵出水端的第二止水消能罩、安装于第二止水消能罩上方的第二导流板、该第二导流板位于试验水池底部位置；所述的造波系统包括设置于试验水池相连接的三个边壁的多个造波机；设置于安装有造波机的试验水池边壁处的直立式消能箱、设置于未安装造波机的水池边壁处的斜坡式消能网；所述的潮滩模拟系统包括淤泥质泥沙储备池、级配沙储备池、连接泥沙储备池与水池试验区域底部输沙口的输沙管、安装于输沙管上的泥泵、安装于水池侧面的三维打印系统；其中三维打印系统用于打印潮滩基础模板；所述的信息采集系统用于采集试验水池中的水流泥沙参数，与控制系统相连，实时将边界处的水位、流速、流向数据反馈到控制系统中；所述控制系统包括变频器、生潮控制配电柜、径流控制配电柜、造波控制配电柜；根据信息采集系统反馈的水位、浪高数据修正误差，并将修改后的参数发送分别发送给变频器、造波机和径流控制泵，其中变频器可改变生潮双向潜水泵电机运行速度及运转方向。2.根据权利要求1所述的一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：所述的试验水池下方均匀布置6个蓄水池，呈矩形阵列方式布置，所述沉沙池用于潮滩浑水实验结束后泥沙的回收。3.根据权利要求1所述的一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：所述生潮系统的分布式泵群包括若干组潜水泵机组；靠近试验水池侧边的所有蓄水池边上均布设有所述潜水泵机组，每组潜水泵机组包括所述第一止水消能罩、生潮双向潜水泵、所述第一输水管；生潮双向潜水泵为一个能够通过改变水泵中电机旋转方向进而改变抽水方向的潜水泵；蓄水池通过第一输水管逐个与生潮双向潜水泵的一端入口连接，且在第一输水管入口处设有所述第一过滤器；生潮双向潜水泵的另一端出口上方设有用于减弱水流冲击能量的第一止水消能罩，生潮双向潜水泵上方设置有用于改变进入试验水池的水流方向和流态的所述第一导流板。4.根据权利要求1所述的一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：
所有径流控制泵组成径流泵群，每个径流控制泵均由一个径流控制电机驱动；所述径流控制配电柜连接并控制径流控制电机和第二导流板，信息采集系统获取试验径流入口附近的流速、水体压强实时数据并发送给控制系统，控制系统根据预定的试验方案进行实时误差修正，并将修改后的参数发送至各径流控制泵，实现径流系统的闭环控制，从而保证径流出流流量恒定；第二导流板设置在第二止水消能罩上方，通过径流控制配电柜改变第二导流板的方向，从而控制径流流态。5.根据权利要求1所述的一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：所述生潮控制配电柜连接并控制第一导流板和变频器，变频器连接生潮双向潜水泵，通过改变生潮双向潜水泵电机上的交流电频率来改变生潮双向潜水泵的运行速度；生潮控制配电柜连接信息采集系统，根据信息采集系统的水位计反馈的水位数据，以及流速流向计反馈的流速、流向数据修正误差，并将修改后的参数发送给变频器，通过变频器改变生潮双向潜水泵运行速度及运转方向，从而调节生潮双向潜水泵的进出流量，实现闭环控制；第一导流板设置在生潮双向潜水泵上方，通过生潮控制配电柜改变第一导流板的方向，产生特定流态的水流。6.根据权利要求1所述的一种四面生潮U形造波的多形态潮滩多流态潮、浪、径流模拟试验装置，其特征在于：所述造波控制配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，徐佳洋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：