【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种河工模型试验领域，具体是一种河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法。
技术介绍
1、河工模型试验是研究河流在天然情况下或在有水工建筑物的情况下水流结构、河床演变过程和工程方案效果的一种常用方法。基于水沙运动相似性的要求和场地等条件的限制，在河工模型试验过程中通常将平面比尺和垂向比尺设计为不同的参数，造成了模型的几何变态。为了满足泥沙运动相似，通常采用轻质沙，但利用轻质沙进行模型试验不能把水流运动和河床变形两个时间比尺统一，存在时间变态，进而给河工模型试验带来系统误差，减少时间变态的误差是提高河工模型试验可靠度及精度需要解决的重要问题。
2、在河工模型试验中水沙参数为恒定值时，时间变态的影响很小，这一特点正是变态河工模型试验可行的理论基础。因此，变态河工模型试验进口水沙过程通常将原型非恒定水沙过程概化为一系列恒定子过程。在模型试验开始、相邻恒定子过程过渡及试验结束中，模型仍存在非恒定水沙运动。同时，由于水流动态反馈的速度比泥沙的传输速度更快，往往会造成水流过程与泥沙运动过程的错相，形成水流与泥沙运动过程实际上的不相似。
3、以往河工模型试验中，水沙条件控制一般采用进、出口水沙要素同时控制方法，即上游进口流量由本级向下一级调节时，尾门水位调节同时相应进行。但是，当模拟河段较长时，河段槽蓄作用比较明显，对非恒定流水沙过程的模拟将造成一定程度的偏差。因此，对于尽可能减少非恒定水沙传播时间占同级流量放水时间比例、促使非恒定水沙传播过程与原型趋于一致，减少时间变态对模型水沙运动的影响，是长河段动
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，保证进出口正常的水位流量关系，减少时间变态对模型水沙运动的影响，避免水位及流量的剧烈变化对实验结果准确性的影响。
2、一种河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，河工模型中本级流量调整下一级流量时，采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，同时采用逐渐变化的方式延迟尾门水位变化。
3、进一步的，所述采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，具体实施方式为：
4、进口流量q进口的控制过程采用下式：
5、
6、式中：q1、q2分别为前、后级流量，t改为流量由q1变为q2的时间，t1为水流波从模型进口到出口的时间，ta为时间，单位为秒。
7、进一步的，t1由下式表示：
8、
9、式中l为河道长度，as为断面过水面积，b为水面宽度，v1为断面平均流速。
10、进一步的，所述采用逐渐变化的方式延迟尾门水位变化，具体实施方式为：尾门水位z尾门采取滞后控制，其过程为t1时间内按上一级水位z1运行，t2时间内按下式控制：
11、
12、式中z1、z2分别为上、下级尾门水位，t2为当水流传播到尾门后达到目标水位需要的时间。
13、进一步的，t2由下式表示：
14、
15、式中b为水面宽度，l为河道长度，dz为上下级水位差，dq为进出口流量差。
16、本专利技术提出了进行不同流量级调整时进口流量、出口水位及进出口调控时间的计算公式，改进了河工模型试验控制方式的方法，在河工模型实验中，需要调整流量时，在适当时间提前改变进口流量，延迟尾门水位变化，可以保证进出口正常的水位流量关系，避免水位及流量的剧烈变化对实验结果准确性的影响。
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1.一种河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：河工模型中本级流量调整下一级流量时，采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，同时采用逐渐变化的方式延迟尾门水位变化。
2.如权利要求1所述的河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：所述采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，具体实施方式为：
3.如权利要求2所述的河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：T1由下式表示：
4.如权利要求2或3所述的河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：所述采用逐渐变化的方式延迟尾门水位变化，具体实施方式为：尾门水位Z尾门采取滞后控制，其过程为T1时间内按上一级水位Z1运行，T2时间内按下式控制：
5.如权利要求4所述的河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：T2由下式表示：
【技术特征摘要】
1.一种河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：河工模型中本级流量调整下一级流量时，采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，同时采用逐渐变化的方式延迟尾门水位变化。
2.如权利要求1所述的河工长模型试验进出口流量-水位要素控制方法，其特征在于：所述采用逐渐变化的方式并提前一定时间改变进口流量，具体实施方式为：
3.如权利要求2所述的河工长模型试验进出口流...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭小虎，孙贵洲，郭超，卢金友，姚仕明，金中武，李凌云，陈栋，邓彩云，唐峰，陶铭，邹骥，王彦君，王洪杨，刘心愿，张慧，谷利华，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：
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