CN114046943B - 一种堤防渗漏模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种堤防渗漏模拟实验装置，包括进水管、自动流量控制系统、挡墙、出水管、测压管、地基、堤防、水位计以及无线主机，所述挡墙设置在地基的四周，形成一个实验池；所述地基上设置有用以模拟堤坝的模拟堤防；所述堤防将挡墙围挡住的实验池分为迎水面池体以及背水面池体；所述迎水面池体一侧的挡墙上设置有进水管；所述进水管上设置有自动流量控制系统；所述地基的下方安装有出水管；所述地基的内安装有测压管；所述进水管处设置有水位计；所述无线主机与自动流量控制系统和水位计无线通信连接。对实际堤防渗漏险情的还原度高，对于检验抢险材料设备的抢护效果与实际较为贴合。

Description

一种堤防渗漏模拟实验装置

技术领域

本申请涉及堤防模拟实验领域，具体涉及一种堤防渗漏模拟实验装置。

背景技术

渗漏是一种常见的堤防险情，具有隐蔽性强、危害性大等特点。常见的渗漏险情包含渗水、管涌、流土、漏洞等。目前我国堤防大多采用土堤的形式，其优点是造价低、取材方便等，但由于设计、施工、地质条件等多方面的原因，堤防的渗漏险情时长发生，因此研发一款实验室模拟堤防渗漏险情的装置对与堤防渗漏险情的研究及其抢护措施的研发十分重要。

目前对于堤防渗漏模拟的实验装置主要是针对于渗漏机理的研究，其功能主要能满足现象模拟、参数测量的需求，体积大多较小，且进行较多的简化处理，无法还原真实的堤防渗漏情况，且无法针对不同的抢护措施进行实验研究。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种堤防渗漏模拟实验装置，对实际堤防渗漏险情的还原度高，对于检验抢险材料设备的抢护效果与实际较为贴合。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种堤防渗漏模拟实验装置，包括进水管、自动流量控制系统、挡墙、出水管、测压管、地基、堤防、水位计以及无线主机，

所述挡墙设置在地基的四周，形成一个实验池；

所述地基上设置有用以模拟堤坝的模拟堤防；

所述堤防将挡墙围挡住的实验池分为迎水面池体以及背水面池体；

所述迎水面池体一侧的挡墙上设置有进水管；

所述进水管上设置有自动流量控制系统；

所述地基的下方安装有出水管；

所述地基的内安装有测压管；

所述进水管处设置有水位计；

所述无线主机与自动流量控制系统和水位计无线通信连接。

可选的，所述出水管分别安装在迎水面池体以及背水面池体的挡墙上，并紧贴地基的上表面，从而能将水完全排出。

可选的，所述地基包括硬化基层以及模拟土层，硬化基层围绕中心位置的模拟土层采用清砂浇筑，模拟土层采用黄沙、瓜米石、粘土混合料铺设成。

可选的，所述堤防包括硬质堤防和模拟堤坝，所述模拟堤坝设置在模拟土层上，硬质堤防采用清砂浇筑在模拟堤坝的两端，所述模拟堤坝采用黏土构筑。

可选的，所述测压管包括橡皮软管和亚克力圆管，所述橡皮软管等间距的水平布置，橡皮软管的一端埋入到模拟土层内，另一端延伸出挡墙之外并连接亚克力圆管的水平段端口，亚克力圆管的竖直段上设置有可刻度层。

可选的，所述水位计包括探头、电机、水位信号发送装置以及探头信号处理装置，

所述探头伸入到水中用以采集水位信息；

所述电机连接探头用以调整探头在水中的高度；

所述探头信号处理装置通过导线连接到探头，用以将探头采集的信息进行处理得到水位高程数据；

所述水位信号发送装置连接探头信号处理装置，用以接收探头信号处理装置得到的水位高程数据并将水位高程数据发送到无线主机。

可选的，所述无线主机包括数据接收装置、数据发送装置、数据处理装置，

所述数据接收装置与水位信号发送装置无线通信连接，用以接收水位计采集的水位高程数据；

所述数据处理装置连接数据接收装置，用以对接收的水位高程数据进行处理，得到自动流量控制系统的流量信号；

所述数据发送装置连接数据处理装置，用以将数据处理装置得到的自动流量控制系统的流量信号发送给自动流量控制系统。

可选的，所述自动流量控制系统包括信号接收装置、流量数据处理装置、自动阀门以及电磁流量计，

所述信号接收装置接收数据发送装置发送过来的流量信号；

所述流量数据处理装置连接信号接收装置，用以将接收的流量信号处理得到阀门开闭信号；

所述自动阀门与流量数据处理装置相连，用以接收阀门开闭信号并执行相应的开闭动作；

所述电磁流量计安装在自动阀门的出口处，用以计量自动阀门的出水量，并将出水量数据发送到流量数据处理装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、装置对实际堤防渗漏险情的还原度高，对于检验抢险材料设备的抢护效果与实际较为贴合。

2、装置可通过改变堤防和地基的构筑材料，实现多种渗漏险情的模拟。

3装置可将抢护效果用直观的数据反馈出来，便于比选和改良。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明整体结构俯视图；

图2为本发明整体结构横截面示意图；

图3为本发明测压水管结构图；

图4为本发明水位计结构图；

图5为本发明无线主机结构图；

图6为本发明自动流量控制系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

如图1-图6所示，针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种堤防渗漏模拟实验装置，如图1和图2所示，一种堤防渗漏模拟实验装置包括进水管1、自动流量控制系统2、挡墙3、出水管4、测压管5、地基6、堤防7、水位计8以及无线主机9，

所述挡墙3设置在地基6的四周，形成一个实验池；

所述地基6上设置有用以模拟堤坝的模拟堤防7；

所述堤防7将挡墙3围挡住的实验池分为迎水面池体以及背水面池体；

所述迎水面池体一侧的挡墙3上设置有进水管1；

所述进水管1上设置有自动流量控制系统2；

所述地基6的下方安装有出水管4；

所述地基6的内安装有测压管5；

所述进水管1处设置有水位计8；

所述无线主机9与自动流量控制系统2和水位计8无线通信连接。

在另一实施例中，所述出水管4分别安装在迎水面池体以及背水面池体的挡墙3上，并紧贴地基6的上表面，从而能将水完全排出。

在另一实施例中，为了模拟管涌险情，所述地基6包括硬化基层60以及模拟土层61，硬化基层60围绕中心位置的模拟土层61采用清砂浇筑，模拟土层61采用黄沙、瓜米石、粘土混合料铺设成。

所述堤防7包括硬质堤防70和模拟堤坝71，所述模拟堤坝71设置在模拟土层61上，硬质堤防70采用清砂浇筑在模拟堤坝71的两端，所述模拟堤坝71采用黏土构筑。

在另一实施例中，为了读取地下水压力，如图3，所述测压管5包括橡皮软管10和亚克力圆管11，所述橡皮软管10等间距的水平布置，橡皮软管10的一端埋入到模拟土层61内，另一端延伸出挡墙3之外并连接亚克力圆管11的水平段端口，亚克力圆管11的竖直段上设置有可刻度层12。

在另一实施例中，为了闭环实现无线控制，如图4，所述水位计8包括探头13、电机14、水位信号发送装置15以及探头信号处理装置16，

所述探头13伸入到水中用以采集水位信息；

所述电机14连接探头13用以调整探头13在水中的高度；

所述探头信号处理装置16通过导线连接到探头13，用以将探头13采集的信息进行处理得到水位高程数据；

所述水位信号发送装置15连接探头信号处理装置16，用以接收探头信号处理装置16得到的水位高程数据并将水位高程数据发送到无线主机9。

如图5，所述无线主机9包括数据接收装置17、数据发送装置18、数据处理装置19，

所述数据接收装置17与水位信号发送装置15无线通信连接，用以接收水位计8采集的水位高程数据；

所述数据处理装置19连接数据接收装置17，用以对接收的水位高程数据进行处理，得到自动流量控制系统2的流量信号；

所述数据发送装置18连接数据处理装置19，用以将数据处理装置19得到的自动流量控制系统2的流量信号发送给自动流量控制系统2。

如图6，所述自动流量控制系统2包括信号接收装置20、流量数据处理装置21、自动阀门22以及电磁流量计23，

所述信号接收装置20接收数据发送装置18发送过来的流量信号；

所述流量数据处理装置21连接信号接收装置20，用以将接收的流量信号处理得到阀门开闭信号；

所述自动阀门22与流量数据处理装置21相连，用以接收阀门开闭信号并执行相应的开闭动作；

所述电磁流量计23安装在自动阀门22的出口处，用以计量自动阀门22的出水量，并将出水量数据发送到流量数据处理装置21。

本申请的实验装置使用方法为：

打开进水管1，将水注入堤防7迎水面水池中，待水面抬升至实验所需求的水位后，通过水位计8读取水面高程，通过无线主机9处理后传输至自动流量控制系统2，调节进水流量大小，保持堤防7迎水面的水位不变。随着时间的推移，迎水面水池中的水会沿着地基6和堤防向堤防7背水面流动，从而形成渗漏现象。堤防7背水面的水体可通过出水口4排出，以此来保证在实验过程中比降基本保持不变。本装置可在堤防迎水面，迎水面地基、堤防背水面、背水面地基进行各种抢险材料装置的实验，通过读取测压管水头的变化情况，反应不同抢险材料装置的使用效果。在实验结束后，迎水面水体可从出水口4排出，堤防7和地基6可通过人工重新还原。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种堤防渗漏模拟实验装置，其特征在于，包括进水管（1）、自动流量控制系统（2）、挡墙（3）、出水管（4）、测压管（5）、地基（6）、堤防（7）、水位计（8）以及无线主机（9），

所述挡墙（3）设置在地基（6）的四周，形成一个实验池；

所述地基（6）上设置有用以模拟堤坝的模拟堤防（7）；

所述堤防（7）将挡墙（3）围挡住的实验池分为迎水面池体以及背水面池体；

所述迎水面池体一侧的挡墙（3）上设置有进水管（1）；

所述进水管（1）上设置有自动流量控制系统（2）；

所述地基（6）的下方安装有出水管（4）；

所述地基（6）的内安装有测压管（5）；

所述进水管（1）处设置有水位计（8）；

所述无线主机（9）与自动流量控制系统（2）和水位计（8）无线通信连接；

所述水位计（8）包括探头（13）、电机（14）、水位信号发送装置（15）以及探头信号处理装置（16），

所述探头（13）伸入到水中用以采集水位信息；

所述电机（14）连接探头（13）用以调整探头（13）在水中的高度；

所述探头信号处理装置（16）通过导线连接到探头（13），用以将探头（13）采集的信息进行处理得到水位高程数据；

所述水位信号发送装置（15）连接探头信号处理装置（16），用以接收探头信号处理装置（16）得到的水位高程数据并将水位高程数据发送到无线主机（9）；

所述自动流量控制系统（2）包括信号接收装置（20）、流量数据处理装置（21）、自动阀门（22）以及电磁流量计（23），

所述信号接收装置（20）接收数据发送装置（18）发送过来的流量信号；

所述流量数据处理装置（21）连接信号接收装置（20），用以将接收的流量信号处理得到阀门开闭信号；

所述自动阀门（22）与流量数据处理装置（21）相连，用以接收阀门开闭信号并执行相应的开闭动作；

所述电磁流量计（23）安装在自动阀门（22）的出口处，用以计量自动阀门（22）的出水量，并将出水量数据发送到流量数据处理装置（21）。

2.根据权利要求1所述的一种堤防渗漏模拟实验装置，其特征在于，所述出水管（4）分别安装在迎水面池体以及背水面池体的挡墙（3）上，并紧贴地基（6）的上表面，从而能将水完全排出。

3.根据权利要求1所述的一种堤防渗漏模拟实验装置，其特征在于，所述地基（6）包括硬化基层（60）以及模拟土层（61），硬化基层（60）围绕中心位置的模拟土层（61）采用清砂浇筑，模拟土层（61）采用黄沙、瓜米石、粘土混合料铺设成。

4.根据权利要求3所述的一种堤防渗漏模拟实验装置，其特征在于，所述堤防（7）包括硬质堤防（70）和模拟堤坝（71），所述模拟堤坝（71）设置在模拟土层（61）上，硬质堤防（70）采用清砂浇筑在模拟堤坝（71）的两端，所述模拟堤坝（71）采用黏土构筑。

5.根据权利要求4所述的一种堤防渗漏模拟实验装置，其特征在于，所述测压管（5）包括橡皮软管（10）和亚克力圆管（11），所述橡皮软管（10）等间距的水平布置，橡皮软管（10）的一端埋入到模拟土层（61）内，另一端延伸出挡墙（3）之外并连接亚克力圆管（11）的水平段端口，亚克力圆管（11）的竖直段上设置有可刻度层（12）。