[发明专利]兼顾床面稳定和快速排水的河工模型排水系统及设计方法

摘要

本发明提供一种兼顾床面稳定和快速排水的河工模型排水系统及其设计方法，属于河流动力学、河流模拟领域。本发明在一般河工模型底部设置渗管、流量计及阀门，在需要将模型存水排干时可通过渗管将常规的纵向尾门排水改为垂向渗管排水。这样由于垂向排水时过水面积明显大于纵向排水的过水面积，在流量一致的情况下，前者流速会明显小于后者，可避免排水时泥沙起动，将有利于保持床面形态的稳定，并推导了斜坡泥沙垂向起动流速公式，通过渗管流量、垂向流速及泥沙起动流速三者间的关系，提出了泥沙止动下的渗管流量最大阈值和渗管管径的计算方法，以兼顾床面稳定与快速排水。相对传统模型水下地形测量，该发明提出的模型排水系统及设计方法是河工模型干河床形态保真的重要前提，可有效解决模型河床地形快速测量的瓶颈。

主权项

一种兼顾床面稳定和快速排水的河工模型排水系统，河工模型概化为一矩形水槽，平面上水流方向为从左至右依次为进口段、试验段、尾门(8)及出口段、尾水池，试验段从上至下依次为水体、模型沙、天然散体沙、砾石，其特征在于：所述排水系统包括横向埋设于砾石中的渗管(1)，渗管(1)上设有多个渗水孔(6)，用于将河工模型中的水导入渗管(1)，渗管(1)下方设有连通回水渠(5)的排水管(2)，排水管(2)上设有流量计(3)和阀门(4)，回水渠(5)的出水口与尾水池连通。