一种用于汊道水流模型的快速分流供水装置的制作方法

本发明涉及一种具有江心岛或分水设施的水流模型试验供水装置，尤其涉及一种用于汊道水流模型的快速分流供水装置，应用于恒定流河道模型试验。

背景技术：

江道中常存在岛型地貌将水流分隔，不同的人类活动也会导致江道分汊或流路的改变等，模型水边界处供水设施是江道模型试验中的重点，在以分汊河段作为江道模型水流边界时，传统做法是对各分汊口门边界单独进行供水，每个分汊都由一个或多个水泵-管道-流量计-出水管等部分组成的并联式供水系统进行模型供水。需进行分流流量调节时，各分汊口门都需通过阀门进行流量调整，调整后产生水流的波动，一般需要很长时间进行水流稳定，影响试验效率；而且人为调节过程中必然产生其它系统误差，导致调节后所有汊道的流量总和产生小幅变化，考虑到一般工程的分流比例本身变幅并不大，致使试验相对误差偏大，影响试验精度。而精度相对较高的电磁流量计，亦存在价格昂贵(单台价格一般在一万元以上)、安装复杂、流量调整后需要长时间稳定、对占地面积和水质等其它外在环境要求较高等缺点。

因此，亟需一种以总流量守恒，试验过程中不进行流量调节，仅改变出水流路的供水装置，并满足制作简单、价格低廉、水流稳定快速、高效且较为适合常规试验条件。

技术实现要素：

针对目前并联式供水系统的缺点，本发明提供了一种先组合式统一供水，再根据实际需求分配的汊道模型供水装置，该供水装置制作简单，分汊流量切换快速、准确。可用于江道水流模型试验中的多汊道分流类关键供水分配，供水模式为分-总-分式。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于汊道水流模型的快速分流供水装置，包括循环水池、多条分流管路、多个集水池、汊道水流模型；多条分流管路的一端通入循环水池中抽水，每个集水池上至少连通一条分流管路的另一端，每个集水池的出水口与汊道水流模型中汊道相连通。

进一步的，所述分流管路包括依次相连的潜水泵、阀门、转子流量计和出水管；潜水泵从循环水池中抽水，出水管通入集水池。

进一步的，除左右两端的出水管外，其余出水管的末端均安装有t型换向阀，t型换向阀分出两路分水管。

进一步的，所述汊道水流模型包括水泥边墙，水泥边墙的上游处具有深水前池，深水前池后设置稳流斜坡，水泥边墙之间设置有江中分水设施将水泥边墙之间分隔成多个汊道，汊道的数量与集水池的数量相同且一一对应，集水池的出水口与汊道相连通。

进一步的，每个集水池上接有分流出水主管，分流出水主管上接有多个下潜深水管，下潜深水管布置在深水前池中。

进一步的，还包括三相交流稳压器和电源控制箱，三相交流稳压器接市电，三相交流稳压器和电源控制箱电连接，电源控制箱为潜水泵提供工作电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.以价格低廉、安装制作简单的分-总-分式供水模式实现了恒定流条件下各汊道的准确分流。2.通过转向阀的转向功能进行出水流路调整，不需调节流量计控制阀，使得水流稳定快速、高效且易于操作。

3.潜水泵的电压通过稳压器稳压后，使得水流稳定性更优。

4.分流出水主管接有多个下潜深水管，伸入深水前池底部，使得水流更平稳。

附图说明

图1是本发明的供水装置平面布置图；

图2是本发明的集水池及分流段立面图；

图3是本发明的软管和集水池连接方法(分流工况一)

图4是本发明的软管和集水池连接方法(分流工况二)；

图5是本发明的软管和集水池连接方法(分流工况三)；

图中，三相交流稳压器1、电源控制箱2、循环水池3、潜水泵4、电缆5、连接管6、阀门7、转子流量计8、第一集水池11、第二集水池12、不透水隔墙13、分流出水主管14、下潜深水管15、卡箍16、深水前池21、稳流斜坡22、水泥边墙23、江中分水设施24、水泥边墙顶面31、深水前池底面32、第一出水管41、第二出水管42、第三出水管43、第四出水管44、t型换向阀45、二a分水管46、二b分水管47、三a分水管48、三b分水管49。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：

如图1和图2所示，本发明提供一种用于汊道水流模型的快速分流供水装置，包括循环水池3、四路分流管路、两个集水池(第一集水池11和第二集水池12，也可以采用一个集水池，在集水池中设置不透水隔墙13将集水池分成两个独立的部分)、汊道水流模型；四路分流管路的一端通入循环水池3中抽水，每个集水池上至少连通一条分流管路的另一端，每个集水池的出水口与汊道水流模型中汊道相连通。

进一步的，所述分流管路包括依次通过连接管6相连的潜水泵4、阀门7、转子流量计8、出水管；潜水泵4从循环水池3中抽水，出水管通入集水池。本实施例提供四路分流管路，则四路分流管路具有四个出水管，标记为第一出水管41、第二出水管42、第三出水管43和第四出水管44。其中第二出水管42和第三出水管43的出水口均安装有t型转向阀45，第二出水管42的t型转向阀45分出二a分水管46和二b分水管47，二a分水管46和二b分水管47分别连通第一集水池11和第二集水池12。第三出水管43的t型转向阀45分出三a分水管48和三b分水管49，三a分水管48和三b分水管49分别连通第一集水池11和第二集水池12。

进一步的，所述汊道水流模型包括水泥边墙23，水泥边墙23的上游处具有深水前池21，深水前池21后设置稳流斜坡22，水泥边墙23之间设置有江中分水设施24将水泥边墙23之间分隔成两个汊道，汊道的数量与集水池的数量相同且一一对应，第一集水池11的出水口与左侧的汊道相连通，第二集水池12与右侧的汊道相连通。

进一步的，每个集水池上接有分流出水主管14，分流出水主管14通过卡箍16固定在水泥边墙顶面31，分流出水主管14上接有多个下潜深水管15，下潜深水管15布置在深水前池21中且接近深水前池底面32处汇入。

进一步的，还包括三相交流稳压器1和电源控制箱2，三相交流稳压器1接市电，三相交流稳压器1和电源控制箱2电连接，电源控制箱2为潜水泵4提供工作电压。

其中循环水池3位于地面以下，水池容量需考虑模型中总用水量和潜水泵吃水深度要求。潜水泵4的开关控制设置在电源控制箱2，通过电缆线5与潜水泵4连接。潜水泵4流量和转子流量计8量程总和应为江道模型最大流量的2倍左右。阀门7安装在转子流量计8前方，阀门采用球阀。t型转向阀采用三通球阀，通过转向功能控制分水水流和集水池的对应关系。下潜深水管15下边头部距深水前池底面32在5倍管径以上，使得水流更平稳。

各潜水泵4启动后，水流沿连接管6到达地面以上，经过阀门7、转子流量计8和出水管，在此进行人工分汊选择后分别进入多个集水池，以两个汊道为例，在集水池处分为两股流，分别沿各自的分流出水主管14向模型江道引导，分流出水主管14通过下潜深水管15将水引流至深水前池22，水流在接近深水前池底面32处汇入，各汊道在深水前池21处都不透水，深水前池22后布置稳流斜坡22，水流在水泥边墙23之间向下游流动，江中分水设施24为两股流在模型中的中部分界。

本发明为在水流试验过程中进行汊道分流比例调整的供水系统试验装置，应用于恒定流河道模型试验。在增加进水管路个数的基础上可以实现多汊道、多种分流比例的水流分配。这里以2个汊道、三种分流比例进行举例如下。

2个汊道(汊道a和b)分别对应第一集水池11和第二集水池12。假设模型总流量q总＝100m³/h，汊道b需要进行对比试验的三种分流比例工况分别为10％(工况一)、15％(工况二)、20％(工况三)。则可对第一出水管41、第二出水管42、第三出水管43和第四出水管44的预先分配量分别为qi＝80m³/h，qi＝5m³/h，qi＝5m³/h，qi＝10m³/h。

图3～5分别为三种分流工况下出水管、分水管和集水池连接对应关系图，第一、第四出水管为固定管，第二、第三出水管为可调节管，试验开始后固定管无需任何调节，可调节管仅需转动转向阀分流。其中分流工况一，汊道b要求的分流比例为10％，则通过转向阀将第二、第三出水管分别调整至二a、三a分水管汇入第一集水池11，第二集水池12仅有第四出水管44流量汇入，汇流量为10m³/h,占比刚好为10％(图3)。对于工况二，只需使转向阀保持第二出水管通过二a分水管汇入第一集水池、第三出水管通过三b分水管汇入第二出水池，不需进行拆卸或流量计调节，即可快速实现分流工况的切换，此时第二集水池12汇流量为10+5＝15m³/h,占比为15％(图4)。同理，对于工况三，只需使转向阀保持第二、第三出水管分别通过二b、三b分水管汇入第二出水池，此时第二集水池汇流量为10+5+5＝20m³/h，实现20％占比(图5)。

需要说明的是，分流管路的数量、集水池的数量以及汊道的数量可根据实际需要进行设置，各汊道的分流比例的水流分配通过转向阀分水流路在集水池中的分配来实现。