城市洪涝全过程仿真模拟实验平台

时间: 2022-04-23   浏览:320

城市洪涝全过程模拟实验平台采购列表及技术指标

城市洪涝全过程模拟实验平台由三层立体结构组成,包括顶层降雨系统、地表水槽系统、地下管网系统。主体尺寸规格:长度30m,宽度4m,高2.2m,系统主体覆盖面积120m2。

1. 采购列表:

降雨系统:顶层人工降雨系统覆盖整个主体实验平台,需要将降雨系统划分为若干降雨单元,每个单元的降雨过程及强度可自动控制。降雨系统在配备相应的测控设备后,通过降雨阀门设计,可较真实地模拟天然降雨。人工降雨系统由供水系统、管路及喷头、自动控制系统等主要部分构成。每个降雨单元的供水管路、喷头、水泵等供水系统相互独立,不同降雨单元能够使用统一的自动控制系统进行控制。

(1) 供水系统:通过控制闸阈的开度实现对流量的精确控制。结构组成包括电磁流量计、闸阀和水泵。其中,电磁流量计、闸阀安装在人工模拟降水装置的供水管路上,闸阀必须布置在电磁流量计的下游管路上。

(2) 管路及喷头:用于将进水管道内的水流均匀的喷洒到实验装置内部,进而模拟实际降水过程。二级以下管道采用ABS管,喷头弯管器采用铝塑管,单元模拟降雨装置由五排管路构成,在每排管路上等间距布设喷头,能够满足不同雨强的设计要求。

(3) 自动控制系统:初始流量设好后,电磁流量计测量管道的流量反馈给综合控制箱,进行信号转换后发送至控制终端,压力传感器的压力信号反馈给综合控制箱。控制终端软件根据当前流量与目标流量的差值,发出控制指令至综合控制箱。综合控制箱再把压力传感器反馈的信号和控制终端的控制指令转换为控制信号,控制器驱动电机正旋或反旋来调节闸阀开度,使得瞬间流量值接近初始设定值。


水槽:主要包含钢结构支架、钢板水槽、钢化玻璃水槽侧壁、水塔、进口消力前池、阀门、电磁流量计、供水管路、尾门、模型房屋、模型城市绿化带、模型人行道等结构以及电磁流速仪、超声波水位计等测量仪器。

(1) 钢结构支架:耐锈蚀高强度门型钢结构,强度、刚度及稳定性满足受力要求,支架上部设置橡胶减震支座用于安放钢板水槽。

(2) 钢板水槽: 底板为钢板,侧壁为高强度钢化玻璃,高度60cm,水槽质保期3年,三年内应保证整个水槽无漏水现象。水槽上需要按照雨水井、检修井、地下空间位置开洞,洞口位置、大小需严格按照设计图纸,绝对误差小于0.1 cm。

(3) 水塔和进口消力前池:水塔和进口消力池用于保证水槽来流平顺。

(4) 尾门:尾门为栅板式尾门,需要拟合目标水位曲线,通过控制系统控制水位,尾门水位控制系统需要准确、稳定、可靠、迅速。

(5) 供水管路:供水管路用于给实验水槽供水,最大供水能力应超过200 L/s。

(6) 阀门:控制供水管路内的流量,与尾门一样通过统一的控制管理系统进行控制。

(7) 模型房屋:为亚克力材质等不透水材质,模型房屋墙壁、屋顶需要不透水,模型房屋本身需要具有足够的重量或能够增加配重,能保证在水流作用下不被冲走,并能够根据实验需要调整位置。

(8) 模型绿化带:塑料材质、需要能够固定在水槽底部,保证在水流作用下不被冲走。

(9) 模型人行道:为钢化玻璃材质或陶瓷材质,铺于水槽底部,保证在水流作用下不被冲走。

(10) 电磁流量计:安装于供水管路上,并配置数据自动采集系统连接于电脑自动采集、保存流量数据。

(11) 电磁流速仪:电磁流速仪用于测量地表径流流速。

(12) 三角堰:用于测流量。

(13) 回水渠:用于循环水槽和管网的水过程。


地下管网:主要包含支撑钢架,亚管道、亚克力检修井、雨水井、进水篦、水塔、闸门等结构以及电磁流量计、阀门、压力计等测量仪器。

(1) 管道:管道分为干管与支管,支管连接雨水口与干管,干管上游连接实验室水源通过水泵供水,下由连接水塔用于控制下游边界条件。

(2) 检修井:检修井位于连接管与干管的交汇处,模拟实际城市排水系统的检修井结构。

(3) 雨水井:雨水井为地表与地下管网连接的关键节点,上部为进水篦,下部与连接管相连。

(4) 进水篦:进水篦应为亚克力材质,大小等于雨水井。

(5) 水塔:底部与排水干管连接,水塔设置留有空间安装闸门

(6) 闸门:闸门应为栅板式闸门,可通过控制系统控制水位,尾门水位控制系统需要准确、稳定、可靠、迅速。

(7) 三角堰:用于测流量。

(8) 压力计:用于测量管道内压力的沿程变化情况,在管道交汇处、干管中部、水塔处均需布置。

2. 详细性能指标

① 钢体水槽: 150mm、200mm等钢型,水槽过流断面尺寸误差±l mm,侧壁材料为钢化玻璃,水槽保持平整,平面任意位置绝对误差小于5mm,铺装水泥的纵坡坡度1:100,横坡坡度:1:50,坡度误差0.1%以内。

② 电磁流量计:量程分别为100L/s和500 L/s,精度0.2%以内。

③ 电磁流速仪:采样频率需大于150 Hz,附带采集系统将数据导出至实验管理系统并进行可视化。


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