造浪池的真空推动原理

造浪池的真空推动原理

大新水上乐园建造有限公司设计所水滑梯结构造浪池设计与建造广东广州 511442

摘要：目前，休闲娱乐业方面悄然兴起了一些戏水项目。这些项目的发展给人们的日常生活带来了无限的乐趣。在这些戏水项目当中，造浪池以它独特的优势赢得了更多人的青睐。真空造浪池是利用一系列的工作系统和设备，在水池当中人工模拟海浪的产生。真空造浪池作为戏水乐园中的主体景点，吸引大批游客，并且创造出热闹欢腾的气氛。本文就真空造浪池的推动原理进行分析和研究。

关键词：造浪池；戏水乐园；人工模拟

人工造浪工程是涉及到了力学领域、机械学以及电气控制系统学等几门学科。波浪在不停的扩散的过程中并且需要消耗能量，这样以来在设计的过程中就要充分考虑深水区与浅水区的特点和差异。波浪在深水区高度大但是面积较小，而在浅水区刚刚相反。一般来说正常的造浪池的水深要达到1.5～1.8m，池底坡度不能大于8%。同样的造浪设备在好的造浪池当中产生的波浪形态较好，在扩散的过程中相互作用甚至产生一些共振等效果，但在设计不好的池中没有这方面的表现，因此在设计的过程当中就要充分考虑造浪池的形状。

1.真空造浪机的特点及工作原理

真空泵、管路系统、作动系统、阀门系统，控制系统及气室这些

不同的设备和系统相互协作构成了真空式造浪机。它的工作原理是：控制系统发送一个信号到制动系统，制动系统的运转指挥着真空泵改变气室中的水位。控制阀的开启和关闭是按照系统中预先设计的波的频谱来实施的。这一系列的作用结合起来最终产生了波浪。由真空造浪机制造出来的波浪的高度可以达到两米以上，这样的大浪在向周围的扩散中极其壮观。这样的真空造浪机结构复杂实施起来难度大，代价高，这样就决定了真空造浪机的应用范围限定在了大型冲浪滑板造浪池和试验用池中。

2.造浪池的真空推动原理的分析

真空造浪方式利用多台真空泵把气室里的空气抽干。真空泵通过铺设的管道对气室里的空气进行往外排，随着抽取空气的程度的加深，气室里的空气越来越少，相反真空的程度越来越高。这时造浪池中的水就会大量的充入气室，当气室里的水达到一定的程度时，通过控制设备打开气室的控制阀。这时，外面的空气就会通过管道重新进入气室里，气室里的真空度越来越低。由于重力的作用，水伴随着巨大的能量从气室里流出来，这时就会产生所要的人工波浪。有时人工波浪可以达到0.3-3.0米左右，浪形4-8种。但这要由设备的配置情况和造浪池的大小决定。由于制造波浪所需要的设备较多，系统较为复杂，同时造浪池要占大量的土地，所需建设费用也较高。

3.真空推动原理造浪池的设计要求

在众多的造浪效果设计方案中，考虑到真空推动的造浪方式产生

的波浪效果，扇状波浪形平面的设计最为合适。利用真空造出的波浪在波动的过程中较为舒展，浪区跨度大，这对游客安全方面较为理想。在造浪机的放置问题上，放在扇形底边处比较合理。池子两边的距离要在三分之一的合理范围内可以适度的向单侧或者两侧扩展，但是扩展的角度不要太大，最好是在十五度以内。这样就能够保持波浪的效果和持久度。但是在造浪机的放置方面也不是唯一的，也可以将造浪机放置在池中间。这样的放置方式产生的波浪就会向四周扩散。这样的池行设计也可以根据实际情况设计出各种各样的形状。底边的宽度也要控制在 2. 5 一30 m这个范围。同时，造浪机的数量可以根据实际要的波浪效果选择单台或者是多台。考虑造浪机性能的发挥和一般的游泳池的深水区的要求，池深的设计至少也要达到1.8米。坡度也要控制在8 %-10 %。以上的设计要求可以达到这样的效果：水深的设计可以满足游人在游玩的过程中的安全需要，不会产生不平稳的感觉。坡度的设计可以对波浪的实际效果产生有力的加强还有助于池水的干净。因为根据水中杂质浮动的规律，设计这样的坡度可以让杂质自动滑落到池底最深处，然后由此处的池底回水口将其回流进去。如果坡度过小，杂质就会附于底部保持静止状态。为了营造逼真的海滩效果，可以在设计造浪池时，利用预留的缓冲段在上面用类似于沙石的塑胶粒铺设，也可以用粗石英沙粒。这样的人造海滩既美观又防滑。由于在池水的带动下这些塑胶粒或者是石英沙粒有可能沉积到池底，进而阻塞管道不利于水质的干净。所以在铺设前就要进行水洗和级配，

以便出去沙粒的棱角。要想让最少的沙石沉积到池底还可以考虑在水岸交届处设置沙石回水槽。如果在场地面积不是很大的情况下，想要追求水拍岸滩的效果，就要把水池的最浅处的深度设计在0.3米以下，同时设置不同高度的台阶。但是考虑到起浪时不让池水外流，侧壁及模拟海滩的长度就要进行合理的设计。

4.人工造浪设备注意事项

在具体选择造浪机的种类时就要充分结合业主的要求和产品的

技术参数。在产品技术参数一定的情况下，不同的业主在波浪的样式、种类、高度等方面有不同的要求。造浪设备和系统尽量放置在深水端。在造浪池的水循环方面，应在浅端设置排水沟，进水方式设计为池底均匀进水。控制平衡水池的进水和排水间接的控制造浪池中水的平衡。要对造浪池中的水定期性的消毒，保持平衡水池水中游离氯的浓度应不低于水池中的数值。造浪池制浪时，用采取防止池水回流的措施。造浪池的最大人数负荷按每人2.5平方米计算，池水循环周期宜小于9小时。

5.结束语

在戏水乐园造浪池的设计方面并没有一个规范的标准供参考，这就要求相关企业在进行设计时，可以参考国内外一些项目的成熟做法。同时加强造浪系统和设备安全方面的工作，努力营造一个安全舒适的游玩场所。

参考文献：

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[2] 朱子刚，施达修.水上游乐工程循环水系统的设计运行[j]. 给水排水. 1998（07）：29-34

[3] 童自明，孙嘉，孟广宇.戏水乐园循环水处理工程设计中应注意的问题[j]. 建筑科学. 2002（05）：32-38

作者简介：卢东梅（1978-），女，广东广州人，广州市番禺大新水上乐园建造有限公司设计所机械工程师，研究方向：造浪池设计与建造。