本發(fā)明屬于河口海岸物理模型實驗領(lǐng)域，具體涉及一種基于多臺水泵變頻調(diào)速的涌潮過程模擬裝置。

背景技術(shù)：
涌潮是水位驟然上升的漲潮波前峰，是一定條件下潮波非線性畸變的結(jié)果。它是一些強潮河口的主要動力因素，對河口的河床演變、鹽水上溯、污染物擴散等，甚至對整個河口環(huán)境有著舉足輕重的影響。在河口海岸學(xué)的研究中，物理模型實驗是研究涌潮現(xiàn)象的重要手段之一。由于涌潮的變化與整個潮汐的漲落過程密切聯(lián)系，因此，在物理模型試驗中，需要涉及一種能夠產(chǎn)生高蓄能的涌潮以及包括涌潮在內(nèi)的整個潮汐漲落過程的模擬方法與裝置。目前，文獻見有采用高位水箱蓄水，通過提升閘門使水流從閘門底部涌出形成涌潮，或者控制軸流泵瞬間出水在水槽中形成涌潮，前者由于水箱內(nèi)水位下降導(dǎo)致涌潮難以持續(xù)的問題，后者由于軸流泵設(shè)計流量大難以準(zhǔn)確控制出水流量導(dǎo)致涌潮試驗的重復(fù)性難以把握。此外，或因無法提供后續(xù)的水量支持，或因涌潮到達水槽另一端池壁時涌潮反射問題無法解決，上述兩種方法均不能模擬涌潮過后的后續(xù)漲潮以及落潮的過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服上述

背景技術(shù)：
的不足，提供一種基于多臺水泵變頻調(diào)速的涌潮過程模擬裝置，該裝置能夠產(chǎn)生高蓄能的涌潮潮頭，并能方便地控制涌潮在傳輸過程中的行進速度和高度，進而能夠模擬整個潮汐的漲落潮過程；具有操作方便，控制精度高，實驗重復(fù)性好的特點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于多臺水泵變頻調(diào)速的涌潮過程模擬裝置，包括上游供水池、位于上游供水池外側(cè)的上游儲水池、下游供水池、位于下游供水池下邊的下游儲水池以及兩端分別連通上游供水池和下游供水池的實驗水槽；其特征在于所述涌潮過程模擬裝置還包括設(shè)置在上游儲水池上部的弧形閥門、分別設(shè)置在上游儲水池和下游儲水池中的若干個水泵、布置在上游供水池與上游儲水池之間的水流過道中的至少兩層消能板以及布置在下游供水池與下游儲水池之間的水流過道中的至少兩層消能板。下游供水池連接實驗水槽的前側(cè)底板從左至右由豎直面再通過逐漸抬升的斜面過渡為水平面，下游供水池平面寬度從斜面部位開始收縮，至斜面結(jié)束時逐漸收縮至實驗水槽的寬度，從而再造了喇叭型的河口口門和逐漸抬高的地形，為形成涌潮創(chuàng)造了條件。所述的下游儲水池通過地下回水渠或地下水庫連通上游儲水池，以實現(xiàn)試驗水源的連續(xù)供應(yīng)和循環(huán)使用。所述的消能板上均勻排列有透水用的小孔，小孔密度設(shè)置為小孔總面積占消能板面積的3/6—5/6；為達到較好的消能效果，所述至少兩層消能板上下間隔一定距離布置且覆蓋水流過道截面。所述的供水水泵由變頻調(diào)速器控制，供水水泵的出水分別通過上游供水池和下游供水池預(yù)留的供水水泵出水孔送入相應(yīng)的供水池。所述的上游供水池的后壁與實驗水槽的底面等高。所述的上游儲水池位于上游供水池的外側(cè)。所述的弧形閘門由鋼支架和弧形鋼板構(gòu)成，可繞水平布置的圓心軸轉(zhuǎn)動，圓心軸固定在上游儲水池兩側(cè)的池壁上，弧形閘門由拉桿控制轉(zhuǎn)動角度；弧形閘門的外緣與上游供水池的后壁相切。所述的閘門啟閉控制裝置由交流伺服電機及其控制器組成，安裝在上游儲水池邊壁的頂部，通過連接在弧形鋼板兩側(cè)的拉桿，控制弧形閘門的開啟和關(guān)閉。所述的拉桿是連接在弧形閘門和閘門啟閉控制裝置之間的金屬桿，在弧形閘門兩側(cè)對稱設(shè)置。所述的實驗水槽采用密封玻璃和鋼框架構(gòu)成。所述的水槽基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)，水槽基礎(chǔ)與上下游儲水池的混凝土結(jié)構(gòu)相連。本發(fā)明的原理是：利用變頻調(diào)速的供水水泵向上下游供水池中供水，調(diào)節(jié)弧形閘門高度使水槽內(nèi)達到預(yù)定的潮前水深；生潮開始時，下游儲水池內(nèi)的供水水泵瞬間啟動達到預(yù)定的較大出水流量，在下游供水池內(nèi)形成涌潮進入水槽，而后逐步調(diào)節(jié)供水水泵的出水流量滿足后續(xù)的漲潮過程的需水水量；當(dāng)涌潮到達上游供水池時，弧形閘門關(guān)閉，涌潮水流將越過上游供水池的后壁進入上游儲水池，而后逐步抬升弧形閘門的開啟高度，配合下游的漲潮來水，實現(xiàn)實驗水槽內(nèi)的涌潮及后續(xù)的漲潮過程的模擬；當(dāng)實驗水槽內(nèi)的水位達到最高潮位，潮汐過程將由漲潮轉(zhuǎn)為落潮，此時，上游儲水池內(nèi)的供水水泵將逐步加大出水流量，相反，下游儲水池內(nèi)的供水水泵將逐步減少出水流量，并通過弧形閘門開啟高度的配合，實現(xiàn)實驗水槽內(nèi)的落潮過程的模擬。上述的供水水泵的供水、弧形閘門啟閉及開啟高度均由計算機軟件發(fā)出指令來控制。本發(fā)明的有益效果是：較好地再造了生成涌潮的條件，喇叭口狀的河口口門和逐漸抬高的地形在本發(fā)明中通過收縮的下游供水池平面寬度和逐步抬升的底板斜面來體現(xiàn)；本發(fā)明能靈活控制生成涌潮的強弱和特性，并通過上下游供水水泵的供水調(diào)度配合弧形閘門開啟高度，能夠?qū)崿F(xiàn)各種條件下包括涌潮在內(nèi)的整個潮汐漲落過程的模擬；該方法控制部分通過計算機軟件給出指令來實現(xiàn)，操作簡便，控制精度高，容易調(diào)度，且生潮裝置構(gòu)筑簡單，低耗環(huán)保可重復(fù)試驗。附圖說明圖1本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1下游供水池、2下游儲水池、3消能板、4供水水泵、5實驗水槽、6水槽基礎(chǔ)、7上游供水池、7-1上游供水池底板、7-2上游供水池后壁、8上游儲水池、9弧形閘門、10下游供水池前側(cè)底板、11下游供水池后側(cè)底板、12閘門啟閉控制裝置、13拉桿。具體實施方式本發(fā)明利用多臺水泵變頻調(diào)速的方法進行供水，采用調(diào)節(jié)弧形閘門的啟閉解決涌潮碰到池壁時的反射問題，通過上下游儲水池內(nèi)的供水水泵供水調(diào)節(jié)結(jié)合弧形閘門相對...