SU1189931A1 - Способ моделирования литодинамической системы береговой зоны водоема и устройство для его осуществления. - Google Patents

Description

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к исследованиям на гидродинамических стендах явлений, возникающих при взаимодействии волнового потока, транспортирующего наносы, и пространственной размывае- $ мой модели берега.

На фиг. 1 изображен гидродинамический стенд, в плане; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - питатель, общий вид; на фиг. 4 - подвижная перегородка, вид сбоку.

Способ моделирования литодинамической системы береговой зоны водоема осуществляется следующим образом.

§ волновом бассейне 1 возводят пространственную модель 2 берегового откоса 3, включающего коренной берег и подводный береговой откос

и состоящего из участка 4 насыщения „

20

потока наносами и транзитного участка 5.

Первоначально, воздействуя на модель 2 откоса 3 волнами расчетных параметров, вырабатываемыми волнопродуктором 6, создают форму поверхности 7 подводной части берегового откоса 3 с динамически устойчивым рельефом, затем закрепляют на длине участка 4 насыщения потока наносами форму откоса 3 неразмываемым покрытием 8 и устанавливают питатель 9 с грунтом 10.

Затем, повторно воздействуя на откос 3 волнами, равномерно и непрерывно выталкивают из питателя 9 35

грунт 10 так, чтобы линия основания его откоса совпадала с исходным по2

ложением уреза 11 воды при ее спокойном уровне 12.

Закрепление участка 4 насыщения потока наносами неразмываемым покрытием 8 позволяет сократить длину участка 4 и соответственно увеличить длину транзитного и аккумулятивного участков модели 2. Увеличение транзитного и аккумулятивного участков, а также сохранение расчетных параметров берегового откоса 3 на участке 4 повысят достоверность полученных при моделировании данных, так как повысят точность моделирования литодинамической системы береговой зоны водоема.

Питатель 9 для осуществления способа включает бункер 13 с выполненным в нем в виде прямоугольного треугольника выходным отверстием 14 и заполненный грунтом 10, регулятор 15 подачи грунта 10, выполненный в виде подвижной перегородки 16, и боковую стенку 17, выполненную по дуге окружности, причем кромка 18 перегородки 16 прикреплена к вертикальной оси 19, больший катет 20 отверстия 14 совмещен с урезом 11 воды при ее спокойном уровне 12, а меньший катет 21 расположен в начале участка 4.

Длины катетов 20 и 21 выходного отверстия 14 бункера 13 и перегородки 16 определяются по зависимостям

Ь_н=0,7|

^ср

Л⁵

,2./3

'хс

3

1189931

4

где Ь_н - больший катет отверстия бункера питателя, м^

ί_βτ - меньший катет отверстия бункера питателя,

- высота волн 1% обеспечен- 5

1

ности на глубокой воде,м}

А_ср- средняя длина волны, м; с1 - диаметр частиц наносов, м;

&хс ~ максимальное значение расхода наносов, м³/с; 10

\_с - скорость перемещения подвижной перегородки, м/с. Бункер 13 снабжен также задней

стенкой 22, подъемной крышкой 23 и дном 24, в котором выполнены гнезда 15 25 для крепления крышки 23 ко дну 24 на длине катета 20.

Регулятор 15 подачи грунта 10 питателя 9 включает электромотор 26, редуктор 27, лебедку 28 и тросы 29. 20

Волнопродуктор состоит из движителя 30, качающегося щита 31 и щитовых стенок 32.

Кроме того, для моделирования различных гидродинамических условий, 25 связанных с изменением режимов волнения и интенсивности насыщения потока наносами, бункер 13 может быть

снабжен сменными боковыми стенками меньших радиусов кривизны, а в перегородке 16 питателя 9 выполнены вертикальные шандорные отверстия 33, траектория которых при повороте перегородки 16 совпадает с дугой окружности одной из боковых сторон.

Питатель 9 работает следующим ' образом.

Грунт 10, предназначенный для насыщения потока наносами, помещают в бункер 13 между выходным отверстием 14^ подвижной перегородкой 16 и боковой стенкой 17.

Воздействуя на модель 2 волнами, вращают перегородку 16 вокруг оси 19 от задней стенки 22 в сторону выходного отверстия 14 равномерно и непрерывно так, чтобы линия основания откоса грунта 10 совпадала с исходным положением уреза 11 воды при ее спокойном уровне 12.

Используя в питателе 9 принудительный принцип подачи грунта по типу поршня, можно использовать грунт любой влажности без просушивания, упростить конструкцию и обслуживание питателя 9.

г

з

7

7

1189931

Фиг Ζ

фиг.З

Claims (3)

1. Способ моделирования литодинамической системы береговой зоны водоема, включающий возведение в волновом бассейне пространственной модели берегового откоса, состоящей из участка насыщения потока наносами и примыкающего к нему транзитного участка, воздействие на модель откоса волнами, вырабатываемыми волнопродуктором, и насыщение волнового потока наносами из питателя, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности моделирования путем сохранения расчетных параметров берегового откоса на участке насыщения потока наносами, первоначально, воздействуя на модель берегового откоса волнами расчетных параметров, создают форму поверхности подводной части берегового откоса с динамически устойчивым рельефом, затем закрепляют на длине участка насыщения образованную форму откоса неразмываемым покрытием, устанавливают питатель с грунтом и, повторно воздействуя на откос волнами, равномерно и непрерывно выталкивают из питателя грунт, насыщая поток наносами так, чтобы линия основания откоса грунта совпадала с исходным положением уреза воды при ее спокойном уровне.

2. Устройство для моделирования литодинамической системы береговой зоны водоема, включающее ограниченный боковой стенкой и заполненный грунтом бункер с выполненным в нем выходным отверстием и регулятором подачи грунта, отличающеес я тем, что бункер снабжен подвижной перегородкой, а его боковая стенка выполнена по дуге окружности, в центре которой установлена вертикальная ось, к которой прикреплена кромка перегородки, при этом выходное отверстие выполнено по форме прямоугольного треугольника и совмещено своим большим катетом с урезом воды при ее спокойном уровне так, что меньший катет расположен в начале участка насыщения.

зи 1189931

1189931

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е с я тем, что длины катетов выходного отверстия бункера определяются по зависимостям

,-0.7

о,

о -2 ——— ®^{т Ζ} I V

где - длина большего катета отверстия бункера питателя,му

,С_0Т - длина меньшего катета отверстия бункера питателя,мр

1ι - высота волн 1% обеспечен17«

ности на глубокой воде, μι . ^ср^- средняя длина волны, м;

о! - диаметр частиц наносов, м^ 0_хс - максимальное значение расхода наносов, м³/с,

\1_С - скорость перемещения подвижной перегородки, м/с.

1