一種洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地下空間防洪技術(shù)，尤其涉及一種洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)60、70年代以來(lái)，為有效解決或緩解城市可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中土地資源緊張、人口密度過(guò)高、交通擁擠等“城市綜合癥”問(wèn)題，倫敦、紐約、東京、巴黎、北京、上海等大城市，都對(duì)城市空間進(jìn)行了立體化開(kāi)發(fā)，建設(shè)了大量地鐵線路、地下停車(chē)場(chǎng)、地下商場(chǎng)和地下公共設(shè)施。近年來(lái)，受氣候變暖以及大規(guī)模城鎮(zhèn)化導(dǎo)致的“熱島效應(yīng)”和“雨島效應(yīng)”的影響，全球范圍內(nèi)由于堤壩潰決、暴雨內(nèi)澇等造成的城市洪澇災(zāi)害頻發(fā)，城市地下空間因地勢(shì)低的“先天”弱勢(shì)，受城市洪澇襲擊而被淹受災(zāi)嚴(yán)重。1999年和2003年，日本福R市Hakata地鐵站、商業(yè)中心被淹，導(dǎo)致多人溺亡。2010年和2012年，因遭受暴雨襲擊和颶風(fēng)影響，紐約地下交通系統(tǒng)多次被淹，導(dǎo)致地鐵癱瘓，并造成多人死亡和重大經(jīng)濟(jì)損失。北京近幾年來(lái)因強(qiáng)暴雨影響也發(fā)生多起地下空間被淹災(zāi)害:2008年7月4日地鐵五號(hào)線售票廳被淹；2011年6月23日暴雨洪水灌進(jìn)陶然亭地鐵站；2012年7月21日，天通苑地鐵站也遭受暴雨積水灌入。由此可見(jiàn)，高速發(fā)展的城鎮(zhèn)化背景下，城市地下空間水災(zāi)已成為世界上尤其是我國(guó)城市公共安全中一個(gè)非常突出的問(wèn)題。
[0003]地鐵、地下商場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)等城市地下空間在遭受暴雨洪災(zāi)時(shí)，洪水水流一般是通過(guò)樓梯流至地下建筑設(shè)施各層空間中，地下受災(zāi)人員通過(guò)樓梯疏散至地面過(guò)程中會(huì)受到自上而下的洪水水流的阻力，所以對(duì)地下空間樓梯洪水水流動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行深入研宄至關(guān)重要。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，缺少對(duì)洪水在立體化地下空間樓梯上漫延流動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)化模擬分析的實(shí)驗(yàn)裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本實(shí)用新型的洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括墻壁及設(shè)于墻壁內(nèi)側(cè)的三維立體化樓梯，所述三維立體化樓梯的上端連接有高位水槽、下端連接有低位水槽，所述低位水槽設(shè)有水泵，所述水泵的出口管路連接至所述高位水槽；
[0008]對(duì)應(yīng)所述三維立體化樓梯的不同部位設(shè)有多個(gè)CCD攝像機(jī)；
[0009]所述三維立體化樓梯上設(shè)有人體模型，所述人體模型的腿部設(shè)有壓力傳感器；
[0010]所述CCD攝像機(jī)和壓力傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接。
[0011]由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，由于三維立體化樓梯的上端連接有高位水槽、下端連接有低位水槽，低位水槽設(shè)有水泵，水泵的出口管路連接至高位水槽；對(duì)應(yīng)三維立體化樓梯的不同部位設(shè)有多個(gè)CCD攝像機(jī)；三維立體化樓梯上設(shè)有人體模型，人體模型的腿部設(shè)有壓力傳感器；CCD攝像機(jī)和壓力傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，能較為系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)地下空間洪水沿樓梯演進(jìn)過(guò)程，深入研宄洪水水流在城市地下空間中流侵過(guò)程以及洪水水流動(dòng)力學(xué)特征對(duì)人員安全疏散的影響，不僅具有科學(xué)研宄的理論意義，同時(shí)對(duì)地下空間水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及制定科學(xué)的應(yīng)急疏散策略也具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)折雙跑樓梯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中帶有直角轉(zhuǎn)彎的雙跑樓梯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]01、高位水槽，02、節(jié)流閥，03、軟管，04、墻壁，05、帶有直角轉(zhuǎn)彎的雙跑樓梯，06、人體模型，07、壓力傳感器，08、低位水槽，09、水泵，10、流量計(jì)，11、CXD攝像機(jī)，12、數(shù)據(jù)線，13、計(jì)算機(jī)，14、數(shù)據(jù)線，15、轉(zhuǎn)折雙跑樓梯。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0017]本實(shí)用新型的洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0018]包括墻壁及設(shè)于墻壁內(nèi)側(cè)的三維立體化樓梯，所述三維立體化樓梯的上端連接有高位水槽、下端連接有低位水槽，所述低位水槽設(shè)有水泵，所述水泵的出口管路連接至所述高位水槽；
[0019]對(duì)應(yīng)所述三維立體化樓梯的不同部位設(shè)有多個(gè)CCD攝像機(jī)；
[0020]所述三維立體化樓梯上設(shè)有人體模型，所述人體模型的腿部設(shè)有壓力傳感器；
[0021]所述CCD攝像機(jī)和壓力傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接。
[0022]所述高位水槽一側(cè)的出水孔通過(guò)軟管與所述三維立體化樓梯上部入口連接，所述軟管上安設(shè)有節(jié)流閥。
[0023]所述高位水槽設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置。
[0024]所述高位水槽由透明有機(jī)玻璃制成。
[0025]所述三維立體化樓梯包括單跑樓梯、轉(zhuǎn)折雙跑樓梯、帶有直角轉(zhuǎn)彎的雙跑樓梯。
[0026]所述三維立體化樓梯中布置有示蹤漂浮物。
[0027]所述水泵的出口管路上設(shè)有流量計(jì)。
[0028]本實(shí)用新型的洪水沿樓梯流侵地下空間模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于模擬分析洪水沿樓梯流侵地下空間，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以一個(gè)高度可調(diào)節(jié)水槽實(shí)現(xiàn)洪水觸發(fā)，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)不同洪水流量，洪水水流沿三維立體化樓梯漫延流入地下空間，使用CCD攝像機(jī)記錄樓梯上洪水水流運(yùn)動(dòng)軌跡，并運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行后處理，最終獲取樓梯上洪水水流演進(jìn)的三維流動(dòng)信息；同時(shí)在樓梯通道中布置人體模型，通過(guò)壓力傳感器獲取洪水水流對(duì)“人腿”的沖擊壓力信息。該實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)研宄城市地下空間中流侵過(guò)程和地下空間洪水受災(zāi)人員安全逃離的判斷準(zhǔn)則具有重要意義，可以為制定科學(xué)的地下空間水災(zāi)疏散策略提供技術(shù)支持。
[0029]具體實(shí)施例:
[0030]如圖1、圖2、圖3所示，包括洪水觸發(fā)及洪水量調(diào)控裝置、立體化樓梯模型、洪水水流水深及水流速度測(cè)量系統(tǒng)、“人腿”受壓測(cè)量裝置。洪水觸發(fā)源頭由一個(gè)高位水槽01提供，水槽