渗流量实训系统和量水堰计校验方法与流程

本发明涉及大坝监测实训，具体地，涉及一种渗流量实训系统和量水堰计校验方法。

背景技术：

1、大型水电站运行期大坝的安全稳定运行至关重要，目前，加强大坝渗流、位移等安全监测并及时开展监测数据分析研判，是准确掌握大坝安全状况，实现大坝安全运行保障发电效益基石的基础性工作。

2、渗流量监测作为水电站大坝运行期安全监测的主要内容之一，其测量数据“渗流量”是运行期大坝运行情况的重要指标，也是大坝运行期安全性和稳定性分析的最直观的依据。

3、目前实训室内无成套的渗流监测实训装置，水工观测人员技术培训一般在大坝廊道等现场实地开展，这种实训方式存在以下问题：

4、(1)大坝廊道等部位量水堰所在区域现场环境较差，现场开展渗流量测量实操培训极为不便且频繁的开展现场实操培训极易造成监测数据的粗差，影响渗流量测量的稳定性和可靠性。

5、(2)因现场装置以满足观测需求为主，未设置冗余的设施专门用于实操培训，不具备开展不同类型的堰板、人工和自动化测读方式以及零水头测读等培训项目的开展。

6、(3)在现场实训时，因测针、量水堰计、量水堰板等设备设施均进行过严格的标定，若操作不当等扰动到设备装置，将影响设备装置的精度，并且在进行测量精度影响分析时，只能停留在理论阶段，无法现场进行实际操作，开展相关培训时无法给学员带来较为直观的感受。

7、(4)大坝廊道的排水沟内水流无法及时有效的控制，无法通过人为改变运行工况进行自动化量水堰计测值准确性校验。

8、(5)自动化量水堰计的仪器参数一般在仪器出厂时已在实验室标定给出，现场不具备开展标定的条件，随着仪器运行时间的增加，仪器实际参数与实验室标定值可能出现偏差，进而导致仪器测值出现误差，为了提升仪器测值的准确性，在不更换仪器的情况下需要开展仪器出厂参数的校验，但是现场存在校验不便的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明实施例提出一种渗流量实训系统，该渗流量实训系统实现了在实训室内对排水沟的运行场景的模拟，减少了现场实操培训对渗流监测系统的影响，也方便了对渗流量计算、量水堰计等的试验。

3、本发明实施例还提出一种量水堰计校验方法。

4、本发明实施例的渗流量实训系统包括：

5、堰槽和堰板，所述堰板可拆卸地密封装配于所述堰槽内，且所述堰板将所述堰槽分隔为第一槽和第二槽；

6、水箱、进水管和排水管，所述进水管连接在所述水箱和所述第一槽之间，所述排水管连接在所述水箱和所述第二槽之间；

7、调节泵，所述调节泵设于所述进水管并用于将所述水箱内的水泵送至所述第一槽内；

8、量水堰计和多个测量装置，所述量水堰计和多个所述测量装置均设于所述第一槽内，所述量水堰计用于实现堰上水头的自动化测量并计算渗流量，每个所述测量装置均用于人工测读堰上水头；

9、温控模块，所述温控模块设于所述第一槽，且所述温控模块用于实现所述堰槽内的水温调节；

10、读数尺和计时模块，所述读数尺和所述计时模块均设于所述第二槽，所述读数尺和所述计时模块用于实现容积阀测量渗流量。

11、在一些实施例中，包括放空管，所述放空管设于所述第一槽并与所述第一槽的内腔连通，所述放空管设有放空阀，所述进水管设有止回阀，所述排水管设有控制阀。

12、在一些实施例中，所述测量装置为测针、水尺或液位传感器；

13、和/或，所述水箱设有检查孔，所述检查孔位于所述水箱的顶壁。

14、在一些实施例中，在正交于所述堰板的方向上，所述第一槽的长度尺寸大于所述第二槽的长度尺寸，且所述量水堰计和多个所述测量装置均设于所述第一槽的同一槽壁并沿着所述第一槽的长度方向间隔布置。

15、在一些实施例中，所述堰槽的内壁上设有卡槽，所述卡槽的槽壁设有密封件，所述堰板嵌设于所述密封件内以实现所述堰板和所述堰槽的密封装配。

16、在一些实施例中，在使用中包括以下步骤：

17、装配好堰板后，向第一槽内注入水并直至水面与堰板上的堰口齐平；

18、开启进水管并启动调节泵向第一槽内供水，同时连通水箱和第二槽之间的排水管以实现堰槽和水箱之间的水流的循环。

19、在一些实施例中，所述渗流量的确定包括以下步骤：

20、通过量水堰法或容积法计算所述渗流量q；

21、其中，所述量水堰法包括以下步骤：

22、a1：通过所述量水堰计和/或多个所述测量装置测量堰上水头的高度h；

23、a2：将确定的所述高度h代入设定公式以计算出所述渗流量q；

24、所述容积法包括以下步骤：

25、b1：关闭排水管，并将堰槽内的水切换至零水头状态；

26、b2：启动调节泵，待流量稳定后，测读两个时间点t1和t2分别对应的第一槽内的水位高度h1和h2；

27、b3：确定堰槽的长度尺寸l和宽度尺寸w；

28、b4：通过以下公式计算出所述渗流量q：

29、q＝((h2-h1)*l*w)/(t2-t1)。

30、本发明实施例的量水堰计校验方法包括以下步骤：

31、通过调节泵调节第一槽的进水量以使堰槽内的堰上水头变化；

32、分别测读稳定流量状态下的人工水头差δh人和量水堰计测读的自动化水头差δh自；

33、通过比较人工水头差δh人和自动化水头差δh自，以实现对量水堰计的校验。

34、本发明实施例的量水堰计校验方法包括以下步骤：

35、通过调节泵调节第一槽的进水量以使堰槽内的水流流量变化；

36、分别测读稳定流量状态下的调节泵数显流量差和所述量水堰计测读的自动化流量差；

37、通过比较调节泵数显流量差和自动化流量差，以实现对量水堰计的校验。

38、本发明实施例的量水堰计校验方法，所述量水堰计为振弦式量水堰计，所述校验方法包括以下步骤：

39、通过调节泵调节第一槽的进水量以使堰槽内的堰上水头变化；

40、分别人工测读两次堰上水头h1和h2，并同时测读堰上水头为h1时的量水堰计当前读数m1和温度模块读数t1，以及堰上水头为h2时的量水堰计当前读数m2和温度模块读数t2；

41、计算堰上水头h1和h2的差值δh，然后通过以下公式获得量水堰计的仪器参数g：

42、

43、有益效果：(1)本发明实施例的渗流实训系统，在实训室内还原了大坝廊道排水沟的渗流监测设施的运行场景，将复杂的现场培训搬入了实训室，减少了因现场实操培训对渗流监测系统正常运行的影响。

44、(2)通过流量调节泵及排水调节阀门的操作，实现了整体实训系统的水循环供排水平衡。

45、(3)渗流实训系统灵活的水流控制为自动化量水堰计测值准确性校验和仪器参数校验提供了水位、流量和容积三种新的思路和方法，该校验方法消除了仪器初始测值m0、t0的误差的影响，校验方法方便、高效且准确，可以将现场使用不满足要求的仪器直接转移至实训室内进行校验。

46、(4)初校验发现自动化量水堰计测值准确性不满足要求时，通过灵活的水位和温度控制进一步还能够依托该系统进行仪器出厂参数g的校验，也为自动化量水堰计现场率定提供了一种新的思路和方法。