CN219039033U - 台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置，至少包括：可控降雨机构，用于模拟降雨过程并控制试验过程中降雨强度的大小；可控积排水模式道路机构，安装于可控降雨机构的下方，用于模拟路面的不同坡度和不同积排水边界情况，从而形成所需复杂道路路面的雨水径流工况；可更换雨水篦子的泄流模拟机构，至少包括雨水篦子，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构通过更换雨水篦子测试不同几何结构的雨水篦子的泄流效率。该试验装置建立了复杂工况下道路路面雨水泄流缩尺模型，能够探究不同路面坡度、不同积排水模式、不同雨水篦子等条件下试验装置的泄流效率和模式，操作方便、结构简单、可视化，且能满足重复试验的要求。

Description

台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置

技术领域

本实用新型涉及水文模型技术领域，具体涉及一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置。

背景技术

受全球气候变化的影响，在城市化进程逐渐加快的背景下，台风和短临暴雨等极端天气一般会引起洪涝灾害，使得城市内涝问题愈发严重，对城市排水系统提出了巨大的挑战。韧性城市是防灾减灾领域中的新范式，要求城市能够有抵御灾害并从灾害中快速恢复过来的能力。雨水口作为城市道路泄流排水的关键组成部分，是地面雨水径流进入市政排水系统的入口，也是连接城市道路地上径流和地下排水管道的枢纽，其泄流效率直接影响了路面积水的情况，优秀的泄流效率将有效防止城市内涝灾害的发生，基于此，横截沟结合雨水篦子的结构被广泛采用。在一些城市基础设施中，道路路面存在一定的坡度，且具备复杂的积排水边界，导致了降雨条件下复杂的雨水径流和泄流问题。

为了探究不同坡度路面、不同积排水模式下不同雨水篦子的泄流效率等问题，本实用新型提供了一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置，旨在探究复杂城市道路降雨工况下，更为安全且更为合适的泄流结构设计参数。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置，至少包括：

可控降雨机构，用于模拟降雨过程并控制试验过程中降雨强度的大小；

可控积排水模式道路机构，安装于可控降雨机构的下方，用于模拟路面的不同坡度和不同积排水边界情况，从而形成所需复杂道路路面的雨水径流工况；以及，

可更换雨水篦子的泄流模拟机构，至少包括雨水篦子，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构通过更换雨水篦子测试不同几何结构的雨水篦子的泄流效率。

进一步地，所述可控降雨机构至少包括第一框架和安装于第一框架上方的水管且水管连接至供水源，水管与供水源之间设有流量控制计，水管上安装有若干个均匀分布的降雨喷头。

进一步地，所述第一框架的四周设置有挡雨帷幕，可以防止雨水的飞溅和流出，实现对试验误差的控制，满足试验精度的要求。

进一步地，所述可控积排水模式道路机构至少包括模拟路面板，模拟路面板的坡头处下方设有用于调节模拟路面板坡度的可控活动门，模拟路面板的四周下方均布设有若干个排水管且排水管上端的排水管口齐平于或低于模拟路面板的上表面，每个排水管上设有排水管阀，所有排水管的下端通过第一水流管道连接至第一集水箱。

进一步地，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构至少包括上方开口的箱体，所述箱体至少包括底座、固定于底座上方的第二框架以及设于第二框架四周的侧板，所述模拟路面板、排水管、排水管阀和雨水篦子均设于箱体内，雨水篦子位于模拟路面板的坡脚处其与模拟路面板的坡脚齐平，雨水篦子的底部通过第二水流管道连接至第二集水箱。

进一步地，靠近雨水篦子一侧的第二框架上设有刻度尺，用于实时读取积水高度。

进一步地，所述雨水篦子为可拆式，能满足对不同几何类型的雨水篦子的试验需求。

进一步地，所述侧板采用透明材质，实现可视化试验的要求。

进一步地，所述第一框架、底座和第二框架均采用不锈钢材质，不锈钢的强度比较大，以保证试验装置的稳固性。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的试验装置，建立了复杂工况下道路路面雨水泄流缩尺模型，能够探究不同路面坡度、不同积排水模式、不同雨水篦子等条件下试验装置的泄流效率和模式，操作方便、结构简单、可视化，且能满足重复试验的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例所述的可控降雨机构的结构示意图。

图3为本实用新型实施例所述的可控积排水模式道路机构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例所述的可更换雨水篦子的泄流模拟机构的结构示意图。

图中，1、第一框架，2、水管，3、降雨喷头，4、挡雨帷幕，5、流量控制计，6、供水源，7、模拟路面板，8、排水管，81、排水管口，9、排水管阀，10、第一水流管道，11、第一集水箱，12、可控活动门，13、底座，14、第二框架，15、侧板，16、雨水篦子，17、第二水流管道，18、第二集水箱，19、刻度尺。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。

如图1-图4所示，本实施例提供了一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置，该试验装置为一个箱体，本实施例中可以称作模型箱，其至少包括可控降雨机构、可控积排水模式道路机构和可更换雨水篦子的泄流模拟机构。具体地：

本实施例中，整个试验装置的整体尺寸优选为1.50m×0.65m×1.00m，包括0.3m高的可控降雨机构和0.7m高的可更换雨水篦子的泄流模拟机构，该尺寸为优选尺寸，并不作为对本实用新型所述的试验装置的尺寸的限制。

本实施例中，所述可控降雨机构用于模拟降雨过程并控制试验过程中降雨强度的大小。所述可控降雨机构至少包括第一框架1和安装于第一框架上方的水管2且水管连接至供水源6，水管1与供水源6之间设有流量控制计5，水管上安装有若干个均匀分布的降雨喷头3，所述第一框架1优选采用不锈钢材质，强度比较大，保证可控降雨机构的稳固性。通过流量控制计5控制雨水的流量大小，使得水从供水源6流入水管2，经由图1和图2示出的等间距分布的降雨喷头3流入箱体内实现降雨的模拟，本实施例优选每相邻两个降雨喷头3之间的间距为0.2m，但降雨喷头3并不局限于本实施例所述的分布方式和分布距离，只要能保证降雨均匀即可；优选的，所述第一框架1的四周设置有挡雨帷幕4，防止雨水的飞溅和流出，实现对试验误差的控制，满足试验精度的要求。

本实施例中，所述可控积排水模式道路机构安装于可控降雨机构的下方，用于模拟路面的不同坡度和不同积排水边界情况，从而形成所需复杂道路路面的雨水径流工况。所述可控积排水模式道路机构至少包括模拟路面板7，如图4所示，模拟路面板7的坡头处下方设有用于调节模拟路面板坡度的可控活动门12，具体是通过可控活动门12的高度来调节模拟路面板7的坡度，以满足不同坡度的路面的试验需求；如图1和图3所示，模拟路面板7的四周下方均布设有若干个排水管8且排水管上端的排水管口81齐平于或低于模拟路面板7的上表面，每个排水管上设有排水管阀9，所有排水管8的下端通过第一水流管道10连接至第一集水箱11，所述排水管阀9能够控制排水管8的排水模式，从而形成道路路面不同的积排水模式，雨水可经由模拟道路边界，经由第一水流管道10进入第一集水箱11。

本实施例中，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构至少包括雨水篦子16，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构通过更换雨水篦子测试不同几何结构的雨水篦子的泄流效率。所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构至少包括上方开口的箱体，所述箱体至少包括底座13、固定于底座上方的第二框架14以及设于第二框架四周的侧板15，所述模拟路面板7、排水管8、排水管阀9和雨水篦子16均设于箱体内，雨水篦子16位于模拟路面板7的坡脚处其与模拟路面板的坡脚齐平，雨水篦子16的底部通过第二水流管道17连接至第二集水箱18；所述底座13和第二框架14均采用不锈钢材质，强度比较大，以保证可更换雨水篦子的泄流模拟机构的稳固性；靠近雨水篦子16一侧的第二框架14上设有刻度尺19，用于实时读取积水高度。本实施例优选所述雨水篦子16为可拆式，能满足对不同几何类型的雨水篦子的试验需求。所述侧板15采用透明材质，优选有机玻璃，有机玻璃的壁厚采用1cm，保证模型箱刚度的同时，还能实现可视化试验的要求。可控降雨机构流下的雨水经由雨水篦子16并通过第二水流管道17流入第二集水箱18。

本实施例所述的台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置的工作原理是：放置不同几何类型的雨水篦子16，调整可控活动门12的高度，放置模拟路面板7，根据对路面积排水边界的要求，关闭或打开排水管阀9，随后将可控降雨机构的第一框架1安装在侧板15上，准备结束后，打开流量控制计5，模拟雨水从供水源6经由均匀分布的降雨喷头3落到模拟路面板7上，形成所需要的复杂道路路面积排水路况，部分雨水将从雨水篦子16流出，可以通过刻度尺19实时测量模型箱的积水高度，通过第二集水箱18的集水体积，测量泄流情况。在需要进行重复试验时，仅需将第一框架1拆下，按需求更换雨水篦子16、调整可控活动门12、开闭排水管阀9，然后再次安装第一框架1，调整流量控制计5，即可满足不同工况下的城市道路降雨泄流问题的试验探究。

以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种台风灾害与短临暴雨下城市内涝积排水试验装置，其特征在于，至少包括：

可控降雨机构，用于模拟降雨过程并控制试验过程中降雨强度的大小，所述可控降雨机构至少包括第一框架(1)和安装于第一框架上方的水管(2)且水管连接至供水源(6)，水管(2)与供水源(6)之间设有流量控制计(5)，水管上安装有若干个均匀分布的降雨喷头(3)；

可控积排水模式道路机构，安装于可控降雨机构的下方，用于模拟路面的不同坡度和不同积排水边界情况，从而形成所需复杂道路路面的雨水径流工况，所述可控积排水模式道路机构至少包括模拟路面板(7)，模拟路面板的坡头处下方设有用于调节模拟路面板坡度的可控活动门(12)，模拟路面板的四周下方均布设有若干个排水管(8)且排水管上端的排水管口(81)齐平于或低于模拟路面板(7)的上表面，每个排水管上设有排水管阀(9)，所有排水管的下端通过第一水流管道(10)连接至第一集水箱(11)；以及，

可更换雨水篦子的泄流模拟机构，至少包括雨水篦子(16)，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构通过更换雨水篦子测试不同几何结构的雨水篦子的泄流效率。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述第一框架(1)的四周设置有挡雨帷幕(4)。

3.根据权利要求1或2所述的试验装置，其特征在于，所述可更换雨水篦子的泄流模拟机构至少包括上方开口的箱体，所述箱体至少包括底座(13)、固定于底座上方的第二框架(14)以及设于第二框架四周的侧板(15)，所述模拟路面板(7)、排水管(8)、排水管阀(9)和雨水篦子(16)均设于箱体内，雨水篦子(16)位于模拟路面板(7)的坡脚处其与模拟路面板的坡脚齐平，雨水篦子(16)的底部通过第二水流管道(17)连接至第二集水箱(18)。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，靠近雨水篦子(16)一侧的第二框架(14)上设有刻度尺(19)。

5.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述雨水篦子(16)为可拆式。

6.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述侧板(15)采用透明材质。

7.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述第一框架(1)、底座(13)和第二框架(14)均采用不锈钢材质。

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