[发明专利]一种寒区水库试验系统

说明书

本发明提供一种用于模拟温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统，涉及水库模型试验技术领域。寒区水库试验系统中，模型试验组件用于模拟寒区水库大坝‑岸坡系统，包括可程式冷库；温度控制组件用于控制可程式冷库中的温度；降雨控制组件用于模拟模型试验组件中的降雨；水位控制组件用于对降雨控制组件提供降雨所需的水源，以及控制模型试验组件中的水位；造波控制组件设置在模型试验组件中，用于在水中形成波浪。该系统可以有效地模拟环境温度变化、降雨、水位以及波浪作用下寒区水库大坝‑岸坡系统的水热力响应过程，为寒区水库大坝‑岸坡系统研究提供平台支撑。

技术领域

本发明涉及水库模型试验技术领域，具体而言，涉及一种寒区水库试验系统。

背景技术

寒区水库是我国水利工程的重要组成部分，其在防洪、灌溉、饮水、调水等方面发挥着极其重要的作用。由于受寒区复杂工程环境(如：冻融、降雨、水位升降、波浪等)的影响，寒区水库大坝、库岸边坡病害频发，机理复杂，导致寒区水库大坝、库岸边坡出现不同程度的病害，对当地居民的生产生活产生重要的影响，甚至威胁寒区水库的安全运营。因此，开展复杂工程环境(如：冻融、降雨、水位升降、波浪等)下寒区水库大坝-岸坡系统的水-热-力(变形)相互作用过程研究，对揭示寒区水库大坝-岸坡系统的传热渗流机理与变形机制及研发寒区水库大坝-岸坡系统病害防治技术等具有重要的意义。

目前，寒区水库试验研究主要针对非冻土区展开，并且没有充分考虑冻融、降雨、水位变化以及波浪对水库大坝-岸坡系统温度、水分以及变形的影响。

发明内容

本发明的目的包括提供一种寒区水库试验系统，其能够有效地模拟冻融、降雨、水位变化以及波浪作用下寒区水库大坝-岸坡系统的水热力响应过程，揭示寒区水库冻害演化机制。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种寒区水库试验系统，寒区水库试验系统包括：

模型试验组件，用于模拟寒区水库大坝-岸坡系统；

温度控制组件，与可程式冷库连接，温度控制组件用于控制可程式冷库中的温度；

降雨控制组件，与模型试验组件连接，降雨控制组件用于模拟模型试验组件的降雨；

水位控制组件，与降雨控制组件和模型试验组件连接，水位控制组件用于对降雨控制组件提供降雨所需的水源，以及控制模型试验组件中的水位；

数据采集处理组件，与模型试验组件、温度控制组件、降雨控制组件、水位控制组件以及造波控制组件连接，数据采集处理组件用于采集各个组件的状态数据，并根据状态数据控制各个组件运行。

在可选的实施方式中，模型试验组件还包括彩钢保温夹芯板、防水保温装置、蓄水池、试验模型坝体、库水监测装置以及坝体传感器，其中，彩钢保温夹芯板形成可程式冷库的外墙，防水保温装置铺设在可程式冷库的四周及底部，蓄水池和试验模型坝体设置在可程式冷库的内部，库水监测装置用于检测蓄水池中水的水位和温度，坝体传感器埋设于试验模型坝体中。

在可选的实施方式中，温度控制组件包括自动控温器、压缩机、冷风机和第一温度传感器，压缩机安装于可程式冷库的外部，压缩机和第一温度传感器与自动控温器连接，自动控温器控制压缩机产生的冷热气流通过冷风机的机械运动对可程式冷库进行制冷或加热，第一温度传感器用于实施监测可程式冷库的环境温度。

在可选的实施方式中，防水保温装置包括逐层铺设的硬质保温板、防水板和防水胶，库水监测装置包括插入蓄水池中的第二温度传感器和水位计。

在可选的实施方式中，坝体传感器包括埋设于试验模型坝体的第三温度传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器和变形传感器。