一種長(zhǎng)距離引調(diào)水工程多功能模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于水利工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種長(zhǎng)距離引調(diào)水工程多功能 模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)水資源時(shí)空分布不均勻，水質(zhì)型缺水問(wèn)題也較為嚴(yán)重，水資源短缺已成為經(jīng) 濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素?？缌饔蛞{(diào)水是是合理配置水資源、解決用水需求與 供水能力矛盾的常見(jiàn)措施，為緩解我國(guó)北方地區(qū)的資源型缺水問(wèn)題，我國(guó)正在實(shí)施"南水北 調(diào)"該一世界級(jí)的跨流域調(diào)水工程?？缌饔蛘{(diào)水也是解決水質(zhì)型缺水問(wèn)題的有效手段，例 如，為改善太湖河網(wǎng)與湖區(qū)水體的水環(huán)境狀況，太湖流域?qū)嵤┝?"引江濟(jì)太"調(diào)水工程，取得 良好效果?？缌饔蛞{(diào)水工程一般具有大尺度、長(zhǎng)距離、多載體、多形態(tài)等特點(diǎn)，對(duì)工程自身 安全性要求較高；同時(shí)，為保證受水地區(qū)人民群眾的飲水安全，輸水水質(zhì)安全保障也是跨流 域引調(diào)水工程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。
[0003] 長(zhǎng)距離引調(diào)水工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行往往面臨著高效控制、優(yōu)化運(yùn)行、應(yīng)急處置 等現(xiàn)實(shí)難題，例如，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)變化流量情形時(shí)引調(diào)水工程結(jié)構(gòu)安全、如何預(yù)測(cè)分析突發(fā) 污染水體輸移傳輸過(guò)程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、如何預(yù)判冰封期引調(diào)水傳輸效率等。由于引調(diào)水工 程一般長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其渠道寬度，同時(shí)有壓式和無(wú)壓式輸水的原理具有較大區(qū)別，難W采 用常規(guī)的水利工程物理縮放建模的方法對(duì)工程全程進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)分析，往往僅能依據(jù)經(jīng)驗(yàn) 分析和數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行計(jì)算分析。
[0004] 目前尚無(wú)成熟可靠的長(zhǎng)距離引調(diào)水全程物理模型裝置與方法，現(xiàn)有技術(shù)多見(jiàn)于長(zhǎng) 距離輸水?dāng)?shù)值模擬方面，如《復(fù)雜長(zhǎng)距離輸水系統(tǒng)仿真優(yōu)化研究》一文，將數(shù)字仿真模型應(yīng) 用于長(zhǎng)距離輸水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究中。有專利《長(zhǎng)距離輸水水質(zhì)模擬裝置》提出了一種長(zhǎng) 距離輸水水質(zhì)模擬裝置，但該裝置僅能模擬較單一的輸水形式的水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，不能適應(yīng) 超長(zhǎng)距離、多種輸水形態(tài)、多種指標(biāo)監(jiān)測(cè)、區(qū)間出入流等復(fù)雜條件的實(shí)際需求。為科學(xué)設(shè)計(jì) 與管理跨流域引調(diào)水工程，對(duì)工程中的水量控制、管渠安全、水量損耗、突發(fā)水污染、輸水效 率分析、優(yōu)化運(yùn)行等議題進(jìn)行直觀的試驗(yàn)分析，需要研制一種適宜于室內(nèi)的長(zhǎng)距離引調(diào)水 工程多功能模擬系統(tǒng)，能直觀、準(zhǔn)確、便捷地實(shí)時(shí)掌握水流、水質(zhì)等指標(biāo)的變化。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的；為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種長(zhǎng)距離引調(diào)水 工程多功能模擬系統(tǒng)，為長(zhǎng)距離引調(diào)水工程的水量控制、管渠安全、水量損耗、突發(fā)水污染、 輸水效率分析、優(yōu)化運(yùn)行等議題提供多功能試驗(yàn)分析平臺(tái)。
[0006] 技術(shù)方案；為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種長(zhǎng)距離引調(diào)水工程多功能模 擬系統(tǒng)，包括若干個(gè)無(wú)壓輸水模擬單元、若干個(gè)有壓輸水模擬單元，所述相鄰的無(wú)壓輸水模 擬單元之間或者相鄰的有壓輸水模擬單元之間或者無(wú)壓輸水模擬單元與有壓輸水模擬單 元之間都通過(guò)多功能連接件連接；
[0007] 所述無(wú)壓輸水模擬單元包括無(wú)壓主流模擬裝置、無(wú)壓進(jìn)水控制裝置、無(wú)壓出水控 制裝置、無(wú)壓支流模擬裝置、明渠流量監(jiān)控裝置、明渠水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置；所述無(wú)壓主流模擬裝 置包含用于模擬無(wú)壓式引調(diào)水的輸水主渠道流動(dòng)的輸水渠道，輸水渠道上設(shè)有若干個(gè)采集 水質(zhì)的第一傳感器，輸水渠道為螺旋布置成圓盤(pán)狀的明渠，輸水渠道的上游位于圓盤(pán)狀的 明渠的中屯、位置，輸水渠道中屯、底部安裝有用于調(diào)節(jié)蓄水池高度進(jìn)而改變輸水渠道的沿程 坡降的液壓桿，蓄水池位于液壓桿正上方，輸水渠道的下墊面裝有由多根溫控管組成的渠 道溫度調(diào)節(jié)器，通過(guò)控制溫控管內(nèi)液體的溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)輸水渠道內(nèi)的水溫控制；無(wú)壓進(jìn)水控 制裝置用于接受區(qū)間段上游來(lái)流及控制下泄流量，包括蓄水池和進(jìn)水閩，其中蓄水池安置 在上游，即輸水渠道的中屯、位置，用于承接上游來(lái)流，蓄水池安裝有進(jìn)水閩控制蓄水池出水 流量W便為本區(qū)間段輸水；所述無(wú)壓出水控制裝置用于控制無(wú)壓式引調(diào)水的區(qū)間出流，包 括出水閩、緩沖池、無(wú)壓管道閥、無(wú)壓出水管、渠道出水口，其中出水閩安置在輸水渠道下游 末端處，與緩沖池相連，無(wú)壓出水管水平安置在輸水渠道的下部，一端通過(guò)無(wú)壓管道閥與緩 沖池相連，另一端設(shè)有渠道出水口；所述無(wú)壓支流模擬裝置用于模擬無(wú)壓式引調(diào)水區(qū)間出 入支流，包括清水支流進(jìn)水口、污水支流進(jìn)水口、支流出水口，均安裝在緩沖池的側(cè)邊；所述 明渠流量監(jiān)控裝置包含明渠流量監(jiān)控臺(tái)和安裝于進(jìn)水閩、出水閩、清水支流進(jìn)水口、污水支 流進(jìn)水口、支流出水口、無(wú)壓管道閥處的流量傳感器，明渠流量監(jiān)控臺(tái)通過(guò)信號(hào)線與各個(gè)流 量傳感器連接；所述明渠水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置包括明渠指標(biāo)顯示臺(tái)和可拆卸式的明渠多功能監(jiān)測(cè) 終端，明渠多功能監(jiān)測(cè)終端通過(guò)信號(hào)線與無(wú)壓主流模擬裝置中的第一傳感器連接，明渠指 標(biāo)顯示臺(tái)通過(guò)信號(hào)線接受存儲(chǔ)多功能監(jiān)測(cè)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示；
[000引所述有壓輸水模擬單元包括有壓主流模擬裝置、有壓進(jìn)出水控制裝置、有壓支流 模擬裝置、管道流量監(jiān)控裝置、管道水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置；所述有壓主流模擬裝置包括上層輸水管 道和下層輸水管道，所述上層輸水管道和下層輸水管道平行安置且螺旋布置成圓盤(pán)狀，上 層輸水管道和下層輸水管道通過(guò)多口連接器進(jìn)行連接，上層輸水管道和下層輸水管道上設(shè) 有若干個(gè)采集水質(zhì)的第二傳感器，上層輸水管道與下層輸水管道之間裝有多根溫控管組成 的管道溫度調(diào)節(jié)器；所述有壓進(jìn)出水控制裝置包括上管道控制閩、下管道控制閩、上管道泄 壓閥、下管道泄壓閥，上層輸水管道和下層輸水管道中屯、位置安置有兼具進(jìn)水和出水的雙 重作用的上管道控制閩和下管道控制閩，上管道泄壓閥和下管道泄壓閥分別安裝于上層輸 水管道和下層輸水管道上，均靠近多口連接器；所述有壓支流模擬裝置包括支路進(jìn)水口和 支路出水口，安裝在多口連接器的側(cè)邊；所述管道流量監(jiān)控裝置包含管道流量監(jiān)控臺(tái)和安 裝于管道控制閩、下管道控制閩、支路進(jìn)水口、支路出水口上的流量傳感器，管道流量監(jiān)控 臺(tái)通過(guò)信號(hào)線與流量傳感器連接；所述管道水質(zhì)監(jiān)控裝置包括管道指標(biāo)顯示臺(tái)和管道多功 能監(jiān)測(cè)終端，其中管道多功能監(jiān)測(cè)終端通過(guò)信號(hào)線與第二傳感器連接，指標(biāo)顯示臺(tái)可通過(guò) 信號(hào)線接受存儲(chǔ)管道多功能監(jiān)測(cè)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示；
[0009] 所述多功能連接件包含多功能水流轉(zhuǎn)換裝置，包括錐形消能閥、變頻水累、進(jìn)水口 調(diào)節(jié)裝置、出水口調(diào)節(jié)裝置、狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)、連接腔、連接管；所述錐形消能閥有"開(kāi)"和"關(guān)" 兩種工作狀態(tài)，由支撐桿固定于連接腔內(nèi)壁，錐形消能閥上端與進(jìn)水口調(diào)節(jié)裝置密閉連接， 錐形消能閥下端連接連接管，進(jìn)水口調(diào)節(jié)裝置與渠道出水口或下管道控制閩連接；所述變 頻水累有"低壓"和"高壓"兩種工作狀態(tài)，變頻水累一端與出水口調(diào)節(jié)裝置連接，另一端與 連接管密閉連接，出水口調(diào)節(jié)裝置與進(jìn)水閩或上管道控制閩連接；所述進(jìn)水口調(diào)節(jié)裝置、出 水口調(diào)節(jié)裝置通過(guò)可鎖定的螺栓分別安裝在連接腔上端與下端，連接腔外壁安裝有控制錐 形消能閥的狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)。
[0010] 作為優(yōu)選，所述無(wú)壓支流模擬裝置的清水支流進(jìn)水口和支流出水口分別與可逆水 累連接，通過(guò)一臺(tái)可逆水累控制進(jìn)出流量，污水支流進(jìn)水口與污水累連接，通過(guò)一臺(tái)污水累 控制進(jìn)流量。
[0011] 作為優(yōu)選，所述圓盤(pán)狀的無(wú)壓主流模擬裝置的內(nèi)外圈的明渠之間由圓形隔板隔 開(kāi)，隔板的頂端有矩形凸起，矩形凸起外安裝明渠水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置中的明渠多功能監(jiān)測(cè)終 端；
[0012] 作為優(yōu)選，所述明渠多功能監(jiān)測(cè)終端包括拱形支架、上游測(cè)量臂、下游測(cè)量臂，其 中拱形支架斷面形狀類似口形，可卡在圓形隔板頂端的矩形凸起上，所述上游測(cè)量臂和下 游測(cè)量臂的一端均為渠道傳感器安裝口，另一端均通過(guò)可旋轉(zhuǎn)吊環(huán)螺絲安置在拱形支架 上，使其可根據(jù)需要調(diào)節(jié)渠道傳感器安裝口的高度；所述渠道傳感器安裝口上加裝第一傳 感器，第一傳感器為流量傳感器、水溫傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、BOD傳感器、COD傳 感器、營(yíng)養(yǎng)鹽傳感器、溶解氧傳感器或流速傳感器中的一種。
[0013] 作為優(yōu)選，所述有壓主流模擬裝置的上層輸水管道和下層輸水管道沿程均勻分布 有若干個(gè)多功能管道監(jiān)測(cè)終端，所述的管道多功能監(jiān)測(cè)終端包括加固管、堵塞螺栓、測(cè)量螺 栓；所述的加固管為一段高強(qiáng)度管件，位于安裝有多功能管道監(jiān)測(cè)終端處的上層輸水管道 或下層輸水管道的外壁，且上層輸水管道或下層輸水管道在該處有螺栓孔；所述的堵塞螺 栓可旋進(jìn)螺栓孔將多功能管道監(jiān)測(cè)終端關(guān)閉；所述的測(cè)量螺栓可旋進(jìn)螺栓孔將多功能管道 監(jiān)測(cè)終端開(kāi)啟，當(dāng)需要打開(kāi)多功能管道監(jiān)測(cè)終端，將測(cè)量螺栓旋進(jìn)螺栓孔，當(dāng)需要關(guān)閉多功 能管道監(jiān)測(cè)終端，堵塞螺栓旋進(jìn)螺栓孔，并通過(guò)管道傳感器對(duì)上層輸水管道和下層輸水管 道內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量螺栓由管道傳感器安裝口和管道傳感器組合而成，管道傳 感器安裝口中屯、留有小孔，用于導(dǎo)出管道傳感器的信號(hào)線，且小孔下端留有螺栓孔用于連 接管道傳感器；所述的管道傳感器安裝有第二傳感器，第二傳感器為流量傳感器、水溫傳感 器、壓力傳感器、濕度傳感器、B0D傳感器、COD傳感器、營(yíng)養(yǎng)鹽傳感器、溶解氧傳感器、流速 傳感器中的一種。
[0014] 有益效果；本實(shí)用新型的長(zhǎng)距離引調(diào)水工程多功能模擬系統(tǒng)，具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1、本實(shí)用新型的無(wú)壓輸水模擬單元、有壓輸水模擬單元均有兩種工作模式（單獨(dú) 使用、組合使用），可用于多種引調(diào)水工程（無(wú)壓式、有壓式、混