[發明專利]一種用土質山谷制造的泥石流教學模型及泥石流制造方法

在審

• 申請號: 202010011343.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN113077699A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 林直宏;沈賢永;鄭紅;林屾;章晶曉
• 申請（專利權）人: 臺州市禾澤科技有限公司
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

一種用土質山谷制造的泥石流教學模型，包括形雨控制單元、土質山谷單元和泥沙收集單元，形雨控制單元包括花灑噴頭和虹吸云網機構，虹吸云網機構包括高度可調節的造雨面板，造雨面板上布設有多個可變小孔；土質山谷單元包括角度可調節的斜坡山巒、設置在斜坡山巒上的溝壑、山石土和植被，斜坡山巒設置在造雨面板下方，山石土黏附在斜坡山巒上，泥沙收集單元設置在土質山谷單元底部前側。本發明還公開了泥石流制造方法。本發明結構合理、直觀、操作方便、逼真生動、成本低、綠色環保，使得泥石流的認知教學實驗過程生動、直觀形象，整個過程僅消耗一部分自來水，無其他投入，同時形成的泥漿和沙石，除水后可回收利用，不會造成污染。

技術領域

本發明屬于地質教學實驗技術領域，涉及一種泥石流教學模型，尤其涉及一種用土質山谷制造的泥石流教學模型以及采用該模型制造泥石流的方法。

背景技術

泥石流是指在山區或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區，因為暴雨、暴雪或其他自然災害引發的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質容量大和破壞力強等特點。發生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮等，造成巨大損失。

泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質山體經飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大，而滑坡是經稀釋土質山體小面積的區域，典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下，大量的水體浸透流水山坡或溝床中的固體堆積物質，使其穩定性降低，飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。通常泥石流爆發突然、來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊。因其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。

泥石流流動的全過程一般只有幾個小時，短的只有幾分鐘，是一種廣泛分布于世界各國一些具有特殊地形、地貌狀況地區的自然災害。這是山區溝谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激發的、含有大量泥沙石塊的介于挾沙水流和滑坡之間的土、水、氣混合流。泥石流大多伴隨山區洪水而發生。它與一般洪水的區別是洪流中含有足夠數量的泥沙石等固體碎屑物，其體積含量最少為15％，最高可達80％左右，因此比洪水更具有破壞力。

在義務教育過程中，涉及到需要進行模擬的泥石流裝置。但市面上的泥石流裝置，均為用于科學研究和地質研究，往往設備較為大型，且相關功能較難符合教學的要求，無法進行輔助教學。同時，依據相關教學實驗要求，需要對覆土的模擬斜坡進行灑水，以形成相關泥石流。而相關的灑水設備較為落后，灑水的過程也不符合泥石流的成型原因，較難達到教學目的。

經查，現有專利號為201910324349.3的中國專利《一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置及試驗方法》，包括透明模型箱、降雨模擬裝置和數據采集系統；透明模型箱內鋪設有砂土模型；砂土模型內部埋設有傳感器裝置；降雨模擬裝置包括進水箱、導水管和噴嘴；數據采集系統由高清攝像儀、立體顯微設備、與傳感器裝置連接的動態應變數據采集系統和電腦設備組成；高清攝像儀、立體顯微設備和動態應變數據采集系統與電腦設備連接。這種裝置也是用于實驗室的，但是其沙土模型的角度是固定的，不能任意調節，而且其降雨模擬也不夠逼真生動。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種用土質山谷制造的泥石流教學模型，具有結構合理、操作方便且逼真生動的特點。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種采用上述模型制造泥石流的方法，操作簡單方便，制造的泥石流直觀、逼真生動。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種用土質山谷制造的泥石流教學模型，其特征在于：所述泥石流教學模型包括形雨控制單元、土質山谷單元和泥沙收集單元。