[發明專利]一種野外河岸原位測試裝置與測試方法

在審

• 申請號: 201710891311.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107589030A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 朱海麗;李可;宋路;李國榮;李本鋒
• 申請（專利權）人: 青海大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及戶外測量技術領域，尤其涉及一種野外河岸原位測試裝置與測試方法。

背景技術

沖積河床在近岸水流沖刷及重力作用下，造成岸坡侵蝕、河岸崩塌，當沖淤變化不平衡時，河型將產生變化，同時濱河植被也將產生演替變化。

近年來，越來越多的專家學者對不同類型土壤的抗沖性與坡度、地表蓋度、植被類型以及植物根系等相關特性進行了試驗研究。研究發現不同類型土地利用下，土壤抗沖性存在較大差異，并提出通過測定土壤的抗沖指數來分析土壤的抗沖性能。由于青藏高原特殊的氣候條件和復雜的地形地貌，關于沖積河流河岸侵蝕的試驗研究需克服諸多困難。針對河流邊岸崩塌侵蝕特征，適宜的沖刷裝置、沖刷水流流速的設置以及對不同物質組成河岸沖蝕量的測定是野外河岸原位沖刷試驗的技術關鍵，是研究河岸蝕退及河流演變的重要前提，也是有待進一步解決的問題之一。

土體沖刷試驗裝置主要通過人工模擬不同流速的徑流原位沖刷河岸土體，可以在單位時間內測定不同物質組成河岸的蝕退量，分析較短周期內河岸的蝕退過程、產流過程和崩塌過程，并評價植物根系固結土體性能，具有方便、可控的優點，便于研究不同因素之間的內在影響機制。經查閱大量文獻資料發現，目前國內外對土體沖刷裝置已有很長時間的研究和應用，而大部分試驗均為室內模擬試驗，主要測試的是人工制作的試驗體在水流沖刷作用下土顆粒的遷移特性以及整個土體的破壞規律。但是研究河流侵蝕河岸的蝕退機理，重點在于掌握河流的侵蝕特點以及河岸原位土體的抗蝕特性。目前，在相對較少的野外原位沖刷試驗研究中，對水流速度、沖刷時間和不同河岸物質組成等影響因素的調控和測試方法相對單薄。

根據目前掌握的資料，現有的沖刷測試裝置和測試方法不能滿足試驗要求，而對于部分河流作用典型的地區主要集中在河流的上游地區或氣候惡劣的高寒山區，其地形條件復雜多變，缺乏供水設施等。為在野外原位測定河岸物質在單位時間內不同條件下的蝕退量，需要采用適宜野外復雜地形和氣候條件的便攜式原位沖刷測試裝置。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種野外河岸原位測試裝置與測試方法，主要目的是提供適宜野外復雜地形和氣候的便攜式原位測試裝置。

為達到上述目的，本發明主要提供了如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種野外河岸原位測試裝置，所述裝置包括：沖刷設備和引水設備；所述沖刷設備包括U型擋板、與U型擋板下沿連接的底板以及在與U型擋板的中部板壁相對的一側設置的水平插板；所述水平插板所在水平面的高度高于所述底板所在水平面的高度，所述水平插板與所述底板通過斜板連接；所述U型擋板的板壁上開設有進水口和出水口，所述出水口處設有控水部件；

所述引水設備的入口連接水源，所述引水設備的出口與所述進水口連通；

所述U型擋板、所述底板及所述斜板形成沖刷槽；

所述引水設備將水流引入所述沖刷槽內，所述水平插板插入待測土體中，所述沖刷槽內的水流沖刷所述待測土體以模擬水流沖刷河岸的自然現象。

作為優選，所述進水口設于所述U型擋板的一側壁上，所述出水口設于另一側壁上；

靠近所述進水口的所述沖刷槽的一端內設隔板，所述隔板將所述沖刷槽隔成實際沖刷槽和緩流區；所述水平插板的長度與所述實際沖刷槽的長度相等；

所述U型擋板靠近所述緩流區的側擋板具有延伸擋板；靠近緩流區的U型擋板、所述延伸擋板、底板及隔板形成緩流槽；

引入的水流通過所述進水口流入所述緩流槽，當所述緩流槽內的液位高于所述隔板的高度后，水自動流入所述實際沖刷槽，所述實際沖刷槽內的液位高于所述斜板的高度后，水流沖刷所述待測土體。

作為優選，所述隔板焊接于所述沖刷槽內；所述底板與所述水平插板之間的垂直距離和所述隔板的高度相同。

作為優選，所述控水部件由焊接于出水口周邊的卡槽和插入所述卡槽中的控水擋板組成，所述控水擋板在所述卡槽內上下移動以調節出水流量。

作為優選，所述裝置包括沖刷槽支撐桿，所述支撐桿為鋼釬，數量為4個；一水平方向的鋼釬與一豎直方向的鋼釬通過鐵絲呈十字型捆綁固定，所述水平方向的鋼釬插入待測河岸土體中，所述豎直方向的鋼釬插入河底土體中。

作為優選，所述裝置包括掛鉤，所述掛鉤設于所述U型擋板的中部板壁上，所述掛鉤通過尼龍繩與插入沖刷岸岸邊的鋼釬固定以固定沖刷槽。

作為優選，所述引水設備的入口通過引水管線與過濾設備連通，所述過濾設備插入河岸水體中；所述引水設備的出口通過出水管線與所述進水口連通；所述出水管線上設有控水閥。