一种橡胶坝及其流量检测方法

1.本发明涉及橡胶坝领域，具体涉及一种橡胶坝及其流量检测方法。


背景技术：

2.橡胶坝，又称橡胶水闸，是用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位。
3.橡胶坝分为充水式和充气式两种。充水坝的充排时间要长于充气坝。在造价方面，两种坝型相差不多。
4.但是现有的橡胶坝不管坝体安装质量多高，都会导致内部进入一定量的气体或水。这是因为气体分子或者水分子会直接通过橡胶膜溢出，而这种情况几乎是感受不到的，从而给坝体结构的质量产生一定的影响，还会导致漏损的问题存在。
5.同时由于橡胶坝的坝高不仅与坝袋内压水头有关，而且与上下游水位有关，所以坝高计算结果很难准确，这将直接影响到流量计算的结果。
6.流量显示不会像闸门那样，闸门全关时，流量为0。由于橡胶坝坝高计算结果的不确定性，当坝顶水深在0附近时，流量显示与实际情况可能会有差异。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提出了一种橡胶坝，固定设置在两边墩之间，两边墩底部连接有一基础底板，包括：设于两边墩之间的坝袋，所述坝袋底部与基础底板固定连接，且基础底板固定连接有延伸至坝袋内的出水管以及冲水管，所述出水管以及冲水管通过一输出管道与外界连通。
8.优选的，坝袋连接有一溢流管，所述溢流管穿过边墩延伸至坝袋的正上方，所述溢流管位于坝袋正上方设置一拍门。
9.优选的，冲水管以及出水管延伸至边墩外侧连接有一输水管，所述输水管固定连接有一压力检测器，所述输水管通过第一阀门连接第一管道，所述第一管道通过第二阀门与输出管连通，所述输水管通过第三阀门连接有一第二管道，第二管道通过第四阀门连接有一进水管，所述第三阀门与所述第四阀门之间并列设有多组动力组件。
10.优选的，动力组件包括：泵，所述泵通过第第三管道与第五阀门连通，第五阀门通过第四管道与第四阀门连通，所述泵还通过第五管道与第一阀门连通。
11.优选的，一种用于橡胶坝的流量检测方法，包括：
12.对橡胶坝体上游水深以及下游水深进行检测，并结合橡胶坝内压水头的高度得到实际坝体高度；
13.根据实际坝体高度得到上游堰顶水头高度以及下游坝顶水深，得到淹没系数的自变量、流量系数以及堰顶坝宽，结合计算公式得到橡胶坝的流量。
14.优选的，其中已知参数：
15.坝宽b(坝底～坝顶)﹦70～93.5m；
16.设计坝高h1﹦4.7m；
17.坝底高程h
底
﹦27.15m；
18.实际坝高h与压力变送器压力h
0/
的关系式：h＝f(h
0/
)
19.其中，坝底高程h
底
＝27.15，坝底高程就是底部的海拔值。
20.优选的，上游水深：h1＝h
上-h
底
﹦h
上-27.15(m)
21.下游水深：h2＝h
下-h
底
﹦h
下-27.15(m)；
22.若为负数，h2＝0
23.坝袋内压水头h0﹦压力变送器压力h
0/
﹣压力变送器到坝底的距离
24.实际坝高：
25.上游堰顶水头：h0＝h
1-h
26.下游坝顶水深为(h
2-h)
27.其中，上游水位h
上
、下游水位h
下
、压力变送器压力h0均需要测量所得；
28.淹没系数σ的自变量(坝顶水深/堰顶水头)为
29.查表得到淹没系数σ：
30.。
31.根据现有流量公式以及堰顶坝宽的计算公式得到流量系数以及堰顶坝宽；
32.最后将流量系数、堰顶坝宽、上游堰顶水头、淹没系数σ以及重力加速度带入公式得到橡胶坝的流量；
33.其中：q——计算流量，m3/s
34.g——重力加速度,可采用9.81(m/s2)。
35.本发明具有如下优点：
36.1.通过出水管以及冲水管与输出管道与外界连通，同时通过多个管道与多个阀门配合实现多种排水以及充水形式，减小充水以及排水难度，同时通过压力检测器与输水管配合，对坝袋内部压力进行实时监测，减小气体分子或者水分子通过橡胶膜溢出，减小对坝体结构的质量产生的影响，减小漏损的问题。
37.2.通过由于坝高计算公式中主要的自变量是坝袋内压，所以工地实测坝袋内压与坝高的关系，并用此关系计算坝高，从而得到实际坝高，减小坝高计算结果的不确定性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
39.图1为本发明实施例中橡胶坝的整体结构主视图；
40.图2为本发明实施例中橡胶坝的整体结构俯视图；
41.图3为本发明实施例中橡胶坝的整体工作状态图。
42.图中数字表示：
43.1.边墩2.基础底板3.坝袋4.出水管5.冲水管7.溢流管8.拍门9.输水管10.压力检测器11.第一管道12.第一阀门13.第二阀门14.输出管15.第三阀门16.第二管道17.第四阀门18.进水管19.泵20.第三管道21.第五阀门22.第四管道23.第五管道。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
45.下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
46.如图1、图2所示，一种橡胶坝，固定设置在两边墩1之间，两边墩1底部连接有一基础底板2，包括：设于两边墩1之间的坝袋3，坝袋3底部与基础底板2固定连接，通过基础底板2与两边墩1对橡胶坝袋3进行定位，减小坝袋3在水中发生位移的现象，提高整体固定效果。
47.其中，为了更好的对坝袋3进行固定，在边墩1以及基础底板2上均设有固定槽，坝袋3通过锚与固定槽固定连接，提高整体固定效果。
48.坝袋3连接有一溢流管7，溢流管7穿过边墩1延伸至坝袋3的正上方，溢流管7位于坝袋3正上方设置一拍门8，拍门8采用扭簧与溢流管7固定，在没有外力的作用下，拍门8对溢流管7进行密封，溢流管7内固定连接有一单向阀，单向阀采用压力单向阀，当压力达到指定数值时，通过带动压力单向阀打开，水压带动拍门8打开，并带动坝袋3内的水流从溢流管7排出，并对坝袋3进行卸压处理。
49.且基础底板2固定连接有延伸至坝袋3内的出水管4以及冲水管5，出水管4以及冲水管5对橡胶坝内压进行调节，减小给坝体结构的质量产生一定的影响，并减小由于内压过大出现漏损的问题，冲水管5以及出水管4位于坝袋3内均固定连接有一水帽，水帽减小水流进入坝袋3内的冲击力，延长坝袋3的使用寿命。
50.出水管4以及冲水管5通过一输水管9与外界连通，冲水管5以及出水管4延伸至边墩1外侧连接有一输水管9，输水管9固定连接有一压力检测器10，压力检测器10用于实时检测坝袋3内的压力。
51.输水管9通过第一阀门12连接第一管道11，第一管道11通过第二阀门13与输出管14连通，通过打开第一阀门12以及第二阀门13带动坝袋3内的水从输出管14排出。
52.输水管9通过第三阀门15连接有一第二管道16，第二管道16通过第四阀门17连接有一进水管18，通过带动第三阀门15以及第四阀门17打开，从而通过进水管18带动水进入坝袋3内。
53.第三阀门15与第四阀门17之间并列设有多组动力组件，动力组件包括：泵19，泵19通过第三管道20与第五阀门21连通，第五阀门21通过第四管道22与第四阀门17连通，泵19
还通过第五管道23与第一阀门12连通，泵19带动水进入坝袋3内，通过打开第一阀门12、第五阀门21以及第四阀门17，从而通过泵19动力充水至坝袋3内。
54.当需要动力排水时，通过打开第二阀门13、第五阀门21、第三阀门15以及第四阀门17，从而通过泵19实现动力排水。
55.当需要自排时，则打开第一阀门12以及第二阀门13即可，在坝袋3内部压力的作用下实现自排。
56.如图3所示，一种用于橡胶坝的流量检测方法，包括：对橡胶坝体上游水深以及下游水深进行检测，并结合橡胶坝内压水头的高度得到实际坝体高度；
57.其中，已知参数：
58.坝宽b(坝底～坝顶)﹦70～93.5m；
59.设计坝高h1﹦4.7m；
60.坝底高程h
底
﹦27.15m；
61.实际坝高h与压力变送器压力h
0/
的关系式：h＝f(h
0/
)
62.其中，坝底高程h
底
＝27.15，坝底高程就是底部的海拔值。
63.根据实际坝体高度得到上游堰顶水头高度以及下游坝顶水深，得到淹没系数的自变量、流量系数以及堰顶坝宽，结合计算公式得到橡胶坝的流量。
64.其中，上游水深：h1＝h
上-h
底
﹦h
上-27.15(m)
65.下游水深：h2＝h
下-h
底
﹦h
下-27.15(m)；
66.若为负数，h2＝0
67.坝袋3内压水头h0﹦压力变送器压力h
0/
﹣压力变送器到坝底的距离
68.实际坝高：
69.上游堰顶水头：h0＝h
1-h
70.下游坝顶水深为(h
2-h)
71.其中，上游水位h
上
、下游水位h
下
、压力变送器压力h0均需要测量所得；
72.淹没系数σ的自变量(坝顶水深/堰顶水头)为
73.查表得到淹没系数σ：
74.(h2-h)/h0≤0.720.750.780.800.820.840.860.880.900.91σ1.000.990.980.970.950.930.900.870.830.80(h2-h)/h00.920.930.940.950.960.970.980.990.9950.998σ0.770.740.700.660.610.550.470.360.280.19。
75.根据现有流量公式以及堰顶坝宽的计算公式得到流量系数以及堰顶坝宽。
76.最后将流量系数、堰顶坝宽、上游堰顶水头、淹没系数σ以及重力加速度带入公式
得到橡胶坝的流量。
77.其中：q——计算流量，m3/s
78.g——重力加速度,可采用9.81(m/s2)。
79.对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

技术特征：
1.一种橡胶坝，固定设置在两边墩之间，两边墩底部连接有一基础底板，其特征在于，包括：设于两边墩之间的坝袋，所述坝袋底部与基础底板固定连接，且基础底板固定连接有延伸至坝袋内的出水管以及冲水管，所述出水管以及冲水管通过一输水管与外界连通。2.根据权利要求1所述的橡胶坝，其特征在于，所述坝袋连接有一溢流管，所述溢流管穿过边墩延伸至坝袋的正上方，所述溢流管位于坝袋正上方设置一拍门。3.根据权利要求1所述的橡胶坝，其特征在于，所述冲水管以及出水管延伸至边墩外侧连接有一输水管，所述输水管固定连接有一压力检测器，所述输水管通过第一阀门连接第一管道，所述第一管道通过第二阀门与输出管连通，所述输水管通过第三阀门连接有一第二管道，第二管道通过第四阀门连接有一进水管，所述第三阀门与所述第四阀门之间并列设有多组动力组件。4.根据权利要求3所述的橡胶坝，其特征在于，所述动力组件包括：泵，所述泵通过第第三管道与第五阀门连通，第五阀门通过第四管道与第四阀门连通，所述泵还通过第五管道与第一阀门连通。5.一种用于权利要求1至4任一项所述橡胶坝的流量检测方法，其特征在于，包括：对橡胶坝体上游水深以及下游水深进行检测，并结合橡胶坝内压水头的高度得到实际坝体高度；根据实际坝体高度得到上游堰顶水头高度以及下游坝顶水深，得到淹没系数的自变量、流量系数以及堰顶坝宽，结合计算公式得到橡胶坝的流量。6.根据权利要求5所述的橡胶坝的流量检测方法，其特征在于，其中已知参数：坝宽b(坝底～坝顶)﹦70～93.5m；设计坝高h1﹦4.7m；坝底高程h
底
﹦27.15m；实际坝高h与压力变送器压力h
0/
的关系式：h＝f(h
0/
)其中，坝底高程h
底
＝27.15，坝底高程就是底部的海拔值。7.根据权利要求6所述的橡胶坝的流量检测方法，其特征在于，坝袋内压水头h0﹦压力变送器压力h
0/
﹣压力变送器到坝底的距离实际坝高：上游堰顶水头：h0＝h
1-h下游坝顶水深为(h
2-h)其中，上游水位h
上
、下游水位h
下
、压力变送器压力h0均需要测量所得；淹没系数σ的自变量(坝顶水深/堰顶水头)为
查表得到淹没系数σ：(h2-h)/h0≤0.720.750.780.800.820.840.860.880.900.91σ1.000.990.980.970.950.930.900.870.830.80(h2-h)/h00.920.930.940.950.960.970.980.990.9950.998σ0.770.740.700.660.610.550.470.360.280.19。根据现有流量公式以及堰顶坝宽的计算公式得到流量系数以及堰顶坝宽；最后将流量系数、堰顶坝宽、上游堰顶水头、淹没系数σ以及重力加速度带入公式得到橡胶坝的流量；其中：q——计算流量，m3/sg——重力加速度,可采用9.81(m/s2)。

技术总结
本发明提供了一种橡胶坝，固定设置在两边墩之间，两边墩底部连接有一基础底板，其特征在于，包括：设于两边墩之间的坝袋，所述坝袋底部与基础底板固定连接，且基础底板固定连接有一两延伸至坝袋内的出水管以及冲水管，所述出水管以及冲水管通过一输出管道与外界连通。通过出水管以及冲水管与输出管道与外界连通，同时通过多个管道与多个阀门配合实现多种排水以及充水形式，减小充水以及排水难度，同时通过压力检测器与输水管配合，对坝袋内部压力进行实时监测，减小气体分子或者水分子通过橡胶膜溢出，减小对坝体结构的质量产生的影响，减小漏损的问题。小漏损的问题。小漏损的问题。


技术研发人员：孙宇 曾晓娟 陈红
受保护的技术使用者：江苏安全技术职业学院
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/7/27