CN112432762A

CN112432762A - 可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置

Info

Publication number: CN112432762A
Application number: CN202110014005.XA
Authority: CN
Inventors: 陈橙; 杜飞; 肖鸿; 李梓萱; 闫慧
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2021-03-02

Abstract

本发明涉及海啸波(溃坝波)的技术领域，具体涉及一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，包括蓄水池，所述蓄水池内设置有可升降运动并具有泄水闸门的可移动式水箱，蓄水池的一侧设置有水槽，所述水槽具有位于蓄水池的内部段和在蓄水池以外的外部段，水槽的底部设置有可拆卸的水道，所述水道的内部段端口设置有由下向上打开的弧形入水闸门，水道的外部段端口设置有排水闸门。该装置旨在解决海啸波模拟水道的测控条件无法灵活变化、过于单一，难以根据海啸波的不同水位及所在海域的地形条件等影响因素进行相应变化的问题。

Description

可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置

技术领域

本发明涉及海啸波(溃坝波)的技术领域，具体涉及一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置。

背景技术

海啸波是由于海底地震、火山喷发等海底剧烈的地壳变化造成大片水域剧烈抬升或下降引起的大海浪。海啸波在深海区域时很难被察觉，但是近岸后又由于波能聚集而具有强大的破坏力，若没有恰当的防护措施会对沿海地区造成巨大的破坏，严重威胁人民的生命财产。

海啸波对建筑物的破坏机制涉及到海啸波上岸后行进的特征以及它与建筑物相互作用。海啸波上岸后，先是水位迅速壅高而后坍塌破碎，形成夹杂有大量气体的高速移动水体。因为上岸后的海啸波会与近岸的建筑结构相互作用，导致对海啸波破坏机理的研究愈加困难，因此建造一个可以根据实验需求改变自身结构的装置及方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，该装置旨在解决海啸波模拟水道的测控条件无法灵活变化、过于单一，难以根据海啸波的不同水位及所在海域的地形条件等影响因素进行相应变化的问题。

本发明的技术方案在于：一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，所述蓄水池内设置有可升降运动并具有泄水闸门的可移动式水箱，蓄水池的一侧设置有水槽，所述水槽的底部设置有可拆卸并沿着海啸波的传播方向设置的水道，所述水道内沿海啸波传播方向依次设置有湿床面、自下向上倾斜的倾斜面、干床面，水道的内部段端口设置有由下向上打开的弧形入水闸门，水道的外部段端口设置有排水闸门。

进一步地，所述蓄水池内立式设置有升降轨道，所述升降轨道的顶部设置有滑轮，所述可移动式水箱与升降轨道滑动配合，可移动式水箱设置有绕过滑轮的绳索，所述绳索由中央控制器控制的卷绕装置驱动。

进一步地，所述可移动式水箱上设置有入水管道。

进一步地，所述蓄水池设置有向外凸出的延伸段，所述水槽具有位于延伸段的内部段和在蓄水池以外的外部段。

进一步地，所述湿床面和倾斜面上设置有模拟红树林的消波结构，所述干床面上设置有建筑物，所述建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器。

进一步地，所述湿床面沿海啸波传播方向依次设置有若干个压力传感器，位于湿床面的上方设置有多根激光波高计。

进一步地，所述干床面上还设置有海工建筑物，所述海工建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器，位于干床面的建筑结构上布置有多个高速摄像头。

进一步地，所述弧形入水闸门包括弧形凸面朝向海啸波传播方向的弧形面板，所述弧形面板经主梁、次梁、直支臂与支承铰座相连接，所述水槽内设置有由中央控制器控制并用于驱动弧形入水闸门启闭的驱动器。

进一步地，所述蓄水池的内部用沥青材质涂抹进行蓄水，所述水槽的外部段侧面由钢化玻璃制成。

进一步地，所述蓄水池设置于地下水池的上方，所述水道位于外部段的端口设置有与地下水池相连通的排水口。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明提供的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，通过可移动式水箱或蓄水池放水冲击入水闸门后的水道来模拟多种海啸波的破坏机制；并通过水道的可拆卸底板来控制湿床面、倾斜面和干床面的范围和材质，以适应更多海底地形；还通过干床面上不同的海工建筑物来模拟不同的近岸条件。本发明形成了多样化的海啸波作用结构，可以在装置变动条件有限的情况下进行多种海啸波的仿真模拟，并通过激光波高计、压强传感器和高速摄像头等测控装置将海啸波的特性传至计算机，从而达到可以在减少能源消耗和减少成本的同时模拟不同条件下海啸波的实验测控装置的目的。

附图说明

图1为本发明的实验水槽内水道左视图；

图2为本发明的实验室俯视图；

图3为本发明的入水闸门前视图；

图4为本发明的可移动式水箱前视图；

图中：1-升降轨道；2-滑轮；3-入水管道；4-蓄水池；5-可移动式水箱；6-弧形入水闸门；7-水槽；8-水道；9-湿床面；10-倾斜面；11-干床面；12-排水闸门；13-排水口；14-建筑物；15-地下水池；16-海工建筑物；17-高速摄像头；18-激光波高计；19-海啸波；20-下泄水流；21-压力传感器；22-消波结构；23-泄水闸门；24-弧形闸门面板；25-直支臂；26-主梁；27-支承铰；28-次梁；29-延伸段。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图4

一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，包括蓄水池4、中央控制器和计算机，所述中央控制器控制整个实验测控装置的正常运行，计算机承担对测控数据进行分析处理的任务。所述蓄水池内设置有可升降运动并具有泄水闸门23的可移动式水箱5，蓄水池的一侧设置有水槽7，为了模拟更多的海底地形，所述水槽的底部设置有可拆卸的水道8，所述水道内沿海啸波传播方向依次设置有湿床面9、自下向上倾斜的倾斜面10、干床面11，可以根据不同的实验要求分别设置干床面、倾斜面、湿床面的长度，还可以通过更改底板结构的地形及障碍物来模拟更多的海底地形，使实验可以更加接近真实地形，达到更好的实物模拟效果。所述水道的内部段端口设置有由下向上打开的弧形入水闸门6，水道的外部段端口设置有排水闸门12，在实验过程中排水闸门保持关闭。

本实施例中，所述蓄水池内立式设置有升降轨道1，所述升降轨道的顶部设置有滑轮2，所述可移动式水箱与升降轨道滑动配合，可移动式水箱设置有绕过滑轮的绳索，所述绳索由中央控制器控制的卷绕装置或升降机驱动。从而控制可移动式水箱沿着升降轨道的方向进行升降运动，从而控制通过入水闸门的海啸波的速度和压力，与弧形入水闸门006开启的高度配合制造更多的海啸波强度；并便根据不同的实验要求模拟多种类型的海啸波。

本实施例中，如图4所示，可移动式水箱一开始位于图4的实线位置处，实验人员可以通过中央控制器将可移动式水箱放置在所述轨道内的任意位置处，如图中虚线处为根据要求移动后的水箱。

本实施例中，所述可移动式水箱上设置有连通水槽弧形入水闸门的入水管道3。

本实施例中，所述蓄水池设置有向外凸出的延伸段29，所述水槽具有位于延伸段的内部段和在蓄水池以外的外部段。

本实施例中，可以根据实验要求更改倾斜面坡面的宽度和坡度，但应保证干床面的高度应高于湿床面的高度。

本实施例中，所述湿床面和倾斜面上设置有模拟红树林的消波结构22，以便用来消波；所述湿床面和倾斜面上的红树林位置和数量都是可以调节，以便通过控制红树林结构的数量和位置，可以得出不同红树林海岸对海啸波的消波作用。

本实施例中，所述湿床面沿海啸波传播方向依次设置有若干个压力传感器21，位于湿床面的上方设置有多根激光波高计18，这样可以避免竖立杆对海啸波19原有速度和压力等因素的干扰。当经过的海啸波水深变化时可以输出不同的电信号传输给中央控制器，可以在更大程度上减少对原有海啸波运动特性的干扰，以便更好的记录海啸波的破坏机制。

本实施例中，所述干床面上设置有建筑物14，所述建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器。所述干床面上还设置有海工建筑物16，可以根据需要布置不同的建筑物，如桥墩结构。所述海工建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器，位于干床面的建筑结构上布置有多个高速摄像头，以便记录海啸波冲击结构物的过程。

本实施例中，通过激光波高计、压强传感器和高速摄像头将所捕捉的数据传递到计算机中被分析。

本实施例中，为了降低启门力，减少对水流流态的影响，最大程度上减少空蚀破坏，所述弧形入水闸门包括弧形凸面朝向海啸波传播方向的弧形面板24，所述弧形面板经主梁26、次梁28、直支臂25与支承铰座27相连接，所述水槽内设置有由中央控制器控制并用于驱动弧形入水闸门启闭的驱动器。

本实施例中，所述蓄水池的内部用沥青等材质涂抹形成防漏涂层进行蓄水，对要求较简单的实验为了节约时间和节省实验经费，可通过控制蓄水池内水深来模拟海啸波冲击水道。

本实施例中，所述水槽及内部水道的方向沿着海啸波的传播方向设置，即水槽及内部水道的横截面应与水道内部段端口的弧形入水闸门布置方向保持一致。

本实施例中，为了能更好的观察海啸波的破坏机制，所述水槽的外部段侧面由钢化玻璃或其它透明装置制成。

本实施例中，所述蓄水池设置于地下水池15的上方，所述水道位于外部段的端口设置有与地下水池相连通的排水口13。

工作原理：在将可移动式水箱5固定在一定的位置后，打开可移动式水箱5的放水闸门23，水流通过连接可移动式水箱泄水闸门23与水槽入水闸门6的滑道，冲入闸门后的水槽7就内。在海啸波19经过湿床面9上红树林消波结构22的初步消波后，途径倾斜面10，所述倾斜面的坡度和宽度都可以按实验要求进行布置，有较大的灵活性；为了满足干床面11的高度高于湿床面9的高度，所述倾斜面10需采用自下而上倾斜的结构。在海啸波19经过湿床面9和倾斜面10后进入干床面11，海啸对建筑结构14的作用力是由压力传感器21进行测量后将数据传输给中央控制器。同时，通过设置的高速摄像头17的高度和角度来捕获所述海啸波19的数据，并将数据传输给中央处理器。所述干床面11是用来模拟近岸海滩的，故一般海啸波无法穿过湿床面9和倾斜面10后对所述干床面11进行侵扰。在实验结束后，将实验装置拆卸完成后打开水道8外端口处的排水闸门12将水排放到排水口13处，然后水将顺着排水口13流到地下水池15中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，包括蓄水池，其特征在于，所述蓄水池内设置有可升降运动并具有泄水闸门的可移动式水箱，蓄水池的一侧设置有水槽，所述水槽的底部设置有可拆卸并沿着海啸波的传播方向设置的水道，所述水道内沿海啸波传播方向依次设置有湿床面、自下向上倾斜的倾斜面、干床面，水道的内部段端口设置有由下向上打开的弧形入水闸门，水道的外部段端口设置有排水闸门。

2.根据权利要求1所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述蓄水池内立式设置有升降轨道，所述升降轨道的顶部设置有滑轮，所述可移动式水箱与升降轨道滑动配合，可移动式水箱设置有绕过滑轮的绳索，所述绳索由中央控制器控制的卷绕装置驱动。

3.根据权利要求1或2所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述可移动式水箱上设置有入水管道。

4.根据权利要求1所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述蓄水池设置有向外凸出的延伸段，所述水槽具有位于延伸段的内部段和在蓄水池以外的外部段。

5.根据权利要求1、2或4所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述湿床面和倾斜面上设置有模拟红树林的消波结构，所述干床面上设置有建筑物，所述建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器。

6.根据权利要求5所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述湿床面沿海啸波传播方向依次设置有若干个压力传感器，位于湿床面的上方设置有多根激光波高计。

7.根据权利要求5所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述干床面上还设置有海工建筑物，所述海工建筑物上安装有朝向海啸波传播方向的压力传感器，位于干床面的建筑结构上布置有多个高速摄像头。

8.根据权利要求1所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述弧形入水闸门包括弧形凸面朝向海啸波传播方向的弧形面板，所述弧形面板经主梁、次梁、直支臂与支承铰座相连接，所述水槽内设置有由中央控制器控制并用于驱动弧形入水闸门启闭的驱动器。

9.根据权利要求1所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述蓄水池的内部用沥青材质涂抹进行蓄水，所述水槽的外部段侧面由钢化玻璃制成。

10.根据权利要求1或9所述的可拆卸水道搭配可移动式水箱进行海啸波研究的装置，其特征在于，所述蓄水池设置于地下水池的上方，所述水道位于外部段的端口设置有与地下水池相连通的排水口。