[發明專利]河道水速水量模擬實驗機構

在審

• 申請號: 201911211024.0
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110736603A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王利卿;王國政;楊志超;馬飛;王明杰;鄭武強;李閣;陳澤岳;沙昉奕
• 申請（專利權）人: 河南水利與環境職業學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G09B25/00
• 代理公司: 41131 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王金

本發明公開了一種河道水速水量模擬實驗機構，包括用于模擬河道的水槽，水槽底部鋪設有用于模擬河床的沙層；以水在水槽中的整體流向為前向，水槽的左右兩側分別設有用于模擬河岸的左土層和右土層；水槽的后部設有流量分配板，流量分配板左端插入左土層且右端插入右土層；流量分配板上游側的水槽形成進水區域，流量分配板下游側的水槽形成模擬實驗區域；水槽的前端底部連接有上大下小的落水斗，落水斗的頂部與水槽底部相齊平；落水斗的下端連接有出水管。本發明允許水槽中心線處的水流速度與水槽左右兩側的水流速度具有更高的差值以提高水量，同時滿足實驗要求的較大水量和較低的沿岸水流速度。

技術領域

本發明涉及水利工程技術領域，尤其涉及河道模擬實驗裝置。

背景技術

沖積河流中，河道兩岸的土體 會逐漸被水流沖走，沖走的形式有多種。比如對于土體不具有粘性的河岸，當岸坡的坡度小于等于泥沙的水下休止角時，河岸邊坡保持穩定；當岸坡的坡度大于泥沙的水下休止角時，河岸就會崩塌，從而形成沖刷－崩塌－淤積的循環過程。對于上層土體具有粘性（粘土）而下層土體不具有粘性（非粘性土，沙）的河岸，則下層土體先被沖走，使上層土體形成懸空，然后懸空部分發生崩塌，崩塌下來的土體被沖走。河岸在水流的沖刷下，當達到沖淤平衡時，河岸才會停止后退。

河水中，總體水流量越大，則水運送泥沙的能力就越強；河岸處的水流速越大，對河岸的沖刷作用就越強。河水的泥沙含量越高，淤積作用越明顯。因此，在進行沖淤平衡實驗時，需要控制河水的流速、含沙量和總體水流量。其中的難點在于模擬河水的流速。實際的河水中，河道中間的水的流速要高于河道兩側的水的流速。又因為模擬的河道要遠遠窄于實際河道，要達到需要的水流量，就會形成較高的河水流速，難以在提供足夠水流量的同時，在河岸兩側模擬實際河道中較緩慢的沿岸水的流速。

發明內容

本發明的目的在于提供一種河道水速水量模擬實驗機構，既能提供足夠的水流量，又能夠模擬較緩慢的沿岸水的流速。

為實現上述目的，本發明的河道水速水量模擬實驗機構包括用于模擬河道的水槽，水槽底部鋪設有用于模擬河床的沙層；以水在水槽中的整體流向為前向，

水槽的左右兩側分別設有用于模擬河岸的左土層和右土層；水槽的后部設有流量分配板，流量分配板左端插入左土層且右端插入右土層；流量分配板上游側的水槽形成進水區域，流量分配板下游側的水槽形成模擬實驗區域；

水槽的前端底部連接有上大下小的落水斗，落水斗的頂部與水槽底部相齊平；落水斗的下端連接有出水管。

所述流量分配板包括板體，板體的前側壁上左右間隔設有多道插接槽，各插接槽的槽口均朝向前方；各插接槽的上下兩端均敞口設置；板體的左側邊、各插接槽以及板體的右側邊將板體分割并圍成多個控速區域，各控速區域的中下部分別設有用于控制該區域前方水的流速和流量的控制用電磁閥；最左側的控制用電磁閥為左電磁閥，最右側的控制用電磁閥為右電磁閥，其余各控制用電磁閥為中間電磁閥；左電磁閥、右電磁閥和各中間電磁閥分別與電控裝置相連接。

最左側的插接槽為左插接槽，最右側的插接槽為右插接槽，其余各插接槽為中間插接槽；左插接槽和右插接槽中分別插設有流速控制板，流速控制板上均勻分布有多個透水孔；流速控制板的底端插入沙層并與水槽的槽底相接；

水槽具有沿前后方向延伸的中心線；中心線左側的各中間插接槽為左中插接槽，中心線右側的各中間插接槽為右中插接槽；至少一個左中插接槽中插接有流速控制板，至少一個右中插接槽中插接有流速控制板；

最左側的流速控制板與左土層圍成左岸控水流道，最右側的流速控制板與右土層圍成右岸控水流道。

水槽的前端底部設有用于防止沙層墜入落水斗的擋沙板，擋沙板的高度與預設的沙層高度相匹配。