CN109633791B - 一种测算泄洪雾化降雨量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种测算泄洪雾化降雨量的方法，属于水文测验方法。包括四个步骤：(M1)在雾化现场选择典型集雨区；(M2)在集雨区上按现有坡度开1m×1m的槽；(M3)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置；(M4)进行降雨量测算。本发明的有益效果在于：能够在泄洪雾化降雨过程中测得准确的降雨量。
Description
技术领域
本发明一种测算泄洪雾化降雨量的方法，特别是一种对高坝泄洪雾化造成的降雨量进行测算的方法。
背景技术
挑流式高坝泄洪往往会造成坝下区域形成雾化降雨。由于泄洪功率大，雾化降雨往往极其严重，达到大暴雨或者特大暴雨以上级别。传统的测量雾化降雨的方式有2种：一种是用雨滴纸获得雨滴数量，另外一种是通过红外射线穿透降雨区获得雨点密度。但是在特大暴雨时以上两种方式均不能获得有效的降雨量。使用传统的筒式雨量计也不能获得准确的雨量，因为雨量太大，筒式雨量计很快就被灌满，无法获得雨量。急需一种能够准确获得雾化降雨量的装置和方法。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够测算泄洪雾化降雨量的方法。
具体而言，本发明一种测算泄洪雾化降雨量的方法，包括以下步骤：
(M1)在雾化现场选择典型集雨区；
(M2)在集雨区下垫面上按现有坡度开挖面积1m×1m的坑；
(M3)根据坡度制作测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M4)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M5)进行降雨量测算。
上述的测算泄洪雾化降雨量的装置，包括：开关式顶盖、集雨槽、集雨管、泵量系统、水位传感器；
上述的开关式顶盖覆盖在集雨槽顶部，集雨管接在集雨槽底部，集雨管通入观测室内，并连接在泵量系统上；
上述的水位传感器固定安装在集雨槽中；
上述的集雨槽包括：四面边墙和底面，四面边墙相互密封连接，并与底板密封连接，形成一个上面开口的箱子；
上述的开关式顶盖包括5个条形瓦片组，每个条形瓦片组包括：条形瓦片、瓦片转动轴、轴承、伺服电机；
上述的条形瓦片长度为1.0m，宽度为30cm；
上述的瓦片转动轴长为1.10m，正方形断面，断面边长为1cm，铝合金材质；
上述的条形瓦片为多个1/3圆柱弧面相互焊接，圆柱弧面的半径10-15cm，
每两个圆弧的接缝棱沿宽度方向17.5cm处设置有方孔支撑舌，方孔支撑舌上设有方孔，方孔边长为1cm，用于瓦片转动轴穿过；
上述的条形瓦片每条前后搭接，搭接宽度范围为5.5-12cm；
上述的瓦片转动轴两端固定在轴承内环上，其中一端穿过轴承与伺服电机转轴固连；
上述的轴承外环通过支脚固定在集雨槽边墙上；其固定支脚向上伸高高度为13cm；轴承内环与瓦片转动轴固连；
上述的伺服电机转轴与瓦片转动轴固连，伺服电机机身与轴承外环固连，伺服电机扭矩不小于50Nm。
上述的水位传感器置于集雨槽内，且采样频率为2Hz；
上述的集雨管为直径12cm的PVC管，一端连接在集雨槽底部，延伸到观测室内，与观测室内的泵量系统相通，水流通过泵量系统后向下游排出尾水。
上述的观测室内布置有计算机控制单元、伺服电机控制单元，计算机控制单元通过信号线与伺服电机控制单元和泵量系统相互连接。
上述的(M3)根据坡度制作测算泄洪雾化降雨量的装置是指：在现场测量安装位置的四角高程，获得上游侧与下游侧的高差，将测算泄洪雾化降雨量的装置集雨槽上游边墙和下游边墙设置相同高差使得开关式顶盖与原集雨区坡度一致。
上述的(M4)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置是指：将制作好的测算泄洪雾化降雨量的装置按照上游边墙贴上游侧，下游边墙贴下游侧安装；连接集雨管和泵量系统。
上述的(M5)进行降雨量测算包括以下步骤：
(1)计算机首先设置开关式顶盖开张角度为从闭合状态到竖直状态，开启动作时间为0.1s；
(2)设置开关式顶盖的开合周期为10s即每10s张开5s，关闭5s；
(3)2个周期后，顶盖处于关闭状态，水位传感器测量集雨槽内部水位，计算雨量；
(4)若能测得雨量则计算机向泵量系统发出信号，抽排桶内雨水并复核水量；
(5)若雨量大于水位传感器测量范围，则将周期中张开时间缩短为2s，关闭时间设为8s；重复步骤(3)(4)；
(6)若雨量小于水位传感器测量范围，则重复执行步骤(3)(4)，直到获得雨量值为止。
本发明的有益效果是：
1、在雾化雨发生时获得雾化雨的降雨量；
2、能够测得强降雨的降雨量和雨强；
3、同时设置两种测量雨量的方法相互验证，使得数据更准确。
附图说明
图1是本发明测算泄洪雾化降雨量的装置安装在现场的示意图；
图2是本发明测算泄洪雾化降雨量的装置条形瓦片示意图；
图3是本发明测算泄洪雾化降雨量的装置开关式顶盖示意图；
图4是本发明测算泄洪雾化降雨量的装置整体侧视示意图；
图5是本发明测算泄洪雾化降雨量的装置条形瓦片正视示意图；
图6本发明测算泄洪雾化降雨量的装置条形瓦片侧视示意图；
图7是本发明整体安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
具体而言，本发明一种测算泄洪雾化降雨量的方法，包括以下步骤：
(M1)在雾化现场选择典型集雨区；
(M2)在集雨区下垫面上按现有坡度开挖1m×1m的坑；
(M3)根据坡度制作测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M4)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M5)进行降雨量测算。
上述的测算泄洪雾化降雨量的装置包括以下部分：开关式顶盖1、集雨槽2、集雨管3、泵量系统5、水位传感器4；
上述的集雨槽2包括：四面边墙和底面，四面边墙相互密封连接，并与底板密封连接，形成一个上面开口的箱子；
上述的开关式顶盖1包括5个条形瓦片组，每个条形瓦片组包括：条形瓦片12、瓦片转动轴13、轴承15、伺服电机11；
上述的条形瓦片12长度为1.0m，宽度为30cm；
上述的瓦片转动轴13长为1.10m，正方形断面，断面边长为1cm，铝合金材质；
上述的条形瓦片12为多个1/3圆柱弧面相互焊接，圆柱弧面的半径10-15cm，每两个圆弧的接缝棱沿宽度方向17.5cm处设置有方孔支撑舌14，方孔支撑舌14上设有方孔，方孔边长为1cm，用于瓦片转动轴13穿过；
上述的条形瓦片每条前后搭接，搭接宽度范围为10cm；
上述的瓦片转动轴13两端固定在轴承15内环上，其中一端穿过轴承15与伺服电机11转轴固连；
上述的轴承15外环通过支脚21固定在集雨槽边墙上；其固定支脚21向上伸高高度为13cm；轴承15内环与瓦片转动轴13固连；
上述的伺服电机11转轴与瓦片转动轴13固连，伺服电机11机身与轴承15外环固连，其扭矩不小于50Nm；
上述的水位传感器4置于集雨槽2内，且采样频率为2Hz；
上述的集雨管为直径12cm的PVC管，一端连接在集雨槽2底部，延伸到观测室内，与观测室内的泵量系统5相通，水流通过泵量系统5后向下游排出尾水；
上述的观测室内布置有计算机控制单元6、伺服电机控制单元7，计算机控制单元6通过信号线与伺服电机控制单元7和泵量系统5相互连接。上述的(M3)根据坡度制作测算泄洪雾化降雨量的装置是指：在现场测量安装位置的四角高程，获得上游侧与下游侧的高差50cm，将测算泄洪雾化降雨量的装置集雨槽上游边墙和下游边墙设置相同高差50cm使得开关式顶盖1与原集雨区坡度一致。
上述的(M4)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置是指：将制作好的测算泄洪雾化降雨量的装置按照上游边墙贴上游侧，下游边墙贴下游侧安装；连接集雨管3和泵量系统5。
上述的(M5)进行降雨量测算包括以下步骤：
(1)计算机首先通过伺服电机控制单元设置7开关式顶盖1开张角度为从闭合状态到竖直状态，开启动作时间为0.1s；
(2)设置开关式顶盖1的开合周期为10s，每10s张开5s，关闭5s；
(3)2个周期后，开关式顶盖1处于关闭状态，水位传感器4测量集雨槽2内部水位，计算雨量；
(4)若能测得雨量则计算机向泵量系统5发出信号，抽排集雨槽2内雨水并复核雨量；
(5)若雨量大于水位传感器4测量范围，则将周期中张开时间缩短为2s，关闭时间设为8s；重复步骤(3)(4)；
(6)若雨量小于水位传感器4测量范围，则重复执行步骤(3)(4)，直到获得雨量值为止。
Claims (1)
1.一种测算泄洪雾化降雨量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(M1)在雾化现场选择典型集雨区；
(M2)在集雨区下垫面上按现有坡度开挖面积1m×1m的槽；
(M3)根据坡度制作测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M4)在槽内安装测算泄洪雾化降雨量的装置；
(M5)进行降雨量测算；
所述的测算泄洪雾化降雨量的装置，包括：开关式顶盖、集雨槽、集雨管、泵量系统、水位传感器；
所述的开关式顶盖覆盖在集雨槽顶部，集雨管接在集雨槽底部，集雨管通入观测室内，并连接在泵量系统上；
所述的水位传感器固定安装在集雨槽中；
所述的集雨槽包括：四面边墙和底面，四面边墙相互密封连接，并与底板密封连接，形成一个上面开口的箱子；
所述的开关式顶盖包括5个条形瓦片组，每个条形瓦片组包括：条形瓦片、瓦片转动轴、轴承、伺服电机；
所述的条形瓦片长度为1.0m，宽度为30cm；
所述的瓦片转动轴长为1.10m，正方形断面，断面边长为1cm，铝合金材质；所述的条形瓦片为多个1/3圆柱弧面相互焊接，圆柱弧面的半径10-15cm，每个圆弧的接缝棱沿宽度方向17.5cm处设置有方孔，方孔边长为1cm，用于瓦片转动轴穿过；
所述的条形瓦片每条前后搭接，搭接宽度范围为5.5-12cm；
所述的瓦片转动轴两端固定在轴承内环上，其中一端穿过轴承与伺服电机转轴固连；
所述的轴承外环通过支脚固定在集雨槽边墙上；其固定支脚向上伸高高度为13cm；轴承内环与瓦片转动轴固连；
所述的伺服电机转轴与瓦片转动轴固连，伺服电机机身与轴承外环固连，伺服电机扭矩不小于50Nm；
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