CN107761656B - 一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 - Google Patents
一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107761656B CN107761656B CN201711210442.9A CN201711210442A CN107761656B CN 107761656 B CN107761656 B CN 107761656B CN 201711210442 A CN201711210442 A CN 201711210442A CN 107761656 B CN107761656 B CN 107761656B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flood
- sand
- water tank
- fan
- stone material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 102
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 6
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 claims description 6
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 6
- 238000009991 scouring Methods 0.000 claims description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 5
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010057175 Mass conditions Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B1/00—Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
- E02B1/02—Hydraulic models
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping
Abstract
本发明公开了一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法，属于冲洪积扇模拟领域。该装置包括水箱(1)、沙石料堆放池(2)、倾斜水槽(3)和冲洪积扇塑造平台(4)，所述水箱(1)与所述沙石料堆放池(2)通过连接通道相连接，所述连接通道(7)的顶部设有插槽，用于插入提拉式闸门(8)，所述沙石料堆放池(2)与倾斜水槽(3)的一端通过软连接管(9)贯通连接，所述倾斜水槽(3)的另一端贯通连接至所述冲洪积扇塑造平台(4)，本发明提供的系统可实现对模拟河道及滩地任意位置洪水冲淤参数的准确测定，设施方便拆卸和更换，适应室内或室外、不同模拟沟道坡度、不同规模人造洪水或水石流要求等应用环境。
Description
技术领域
本发明涉及冲洪积扇概念化模拟领域，特别涉及一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法。
背景技术
山区洪水普遍历时短、流量大、作用流域小、发育范围广，还可能诱发崩滑、泥石流等次生过程，是造成山地灾害的重要过程。由于山洪瞬时爆发能量大，携带沙石多，对下垫面改变剧烈，洪水过程中往往造成河道及滩地严重的冲刷或淤积，这在大江大河一般影响有限，但对流域面积通常只有数十km2的山洪作用区域，则足以改变下游的冲击淹没态势。因此对山区洪水多发河段进行概念化模型试验，了解特定规模洪水作用下河道及滩地的冲淤特性，可为开展灾害预评估工作提供重要依据。传统水工模型主要针对恒定流试验，未考虑制造洪峰过程和模拟山区沙石补给情景，而特制的泥石流水槽虽然强化了变坡功能，但它只是为搅拌好的泥浆提供的行洪过道，并不能很好的模拟自然携沙洪水对不同物质组成的冲洪积扇沟道及滩地冲淤的情景。而在河道及滩地冲淤的测量方面，传统方法一般是采用针测法，即使用统一水平面的测针接触被测地表完成冲刷前后的面积变化测量，该方法耗时较长、对被测地表有破坏，且下垫面被破坏后无法重复。随着山洪灾害研究和防治实践的不断深入，人们愈发意识到山洪致灾与洪水传播的不确定性关系密切，而作为其中基础环节的山洪水沙条件与下垫面组成的相互作用关系也愈发受到重视。所以，设计一种适于模拟不同水沙条件洪水对不同物质组成冲洪积扇沟道及滩地冲淤过程的概念化实体模型，以及相应冲淤参数的测量方法，就显得尤为必要。
发明内容
本发明提供一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法，用以提供一种可拆卸更换、可变坡，适宜室内或室外、不同规模人造洪水或水石流等试验要求的大比尺概念化模型平台，即冲洪积扇水槽试验系统，以及基于该系统的非接触、高自由度、高可靠性的洪水冲淤参数测定方法。
一种冲洪积扇水槽试验系统，包括水箱、沙石料堆放池、倾斜水槽和冲洪积扇塑造平台，所述水箱为一顶部开口的空腔结构，所述水箱与所述沙石料堆放池通过连接通道相连接，所述连接通道的顶部设有插槽，用于插入提拉式闸门，所述沙石料堆放池与倾斜水槽的一端通过软连接管贯通连接，所述倾斜水槽的另一端贯通连接至所述冲洪积扇塑造平台；
还包括升降支架，所述水箱与沙石料堆放池均置于升降支架上；
所述冲洪积扇塑造平台为一正方形台面，所述冲洪积扇塑造平台的下方设有固定支架；所述冲洪积扇塑造平台平行于水流方向的一侧壁中部设有一根可伸缩式的L型立杆，所述L型立杆的顶端位于所述冲洪积扇塑造平台的几何中心正上方，所述L型立杆的顶部设有卡扣，所述卡扣上连接有遥控相机；
所述水箱、连接通道和沙石料堆放池为一体化设计，置于可移动升降支架之上；冲洪积扇塑造平台置于固定支架之上；升降支架使用液压杆带动倾斜水槽变坡，使倾斜水槽的变坡范围在5％至35％之间。
更优地，所述沙石料堆放池为一顶部开口的长方体空腔。
更优地，还包括沉沙槽，所述沉沙槽置于所述冲洪积扇塑造平台的水流出口下方；所述沉沙槽为一顶部开口的长方体空腔，所述沉沙槽的长度与所述冲洪积扇塑造平台垂直于水流方向的边长等长；所述沉沙槽的侧壁开设有用于泄流的小孔；所述沉沙槽内铺满整块透水细孔纱布用于承沙。
更优地，所述水箱的侧壁标有用于记录水位信息的刻度。
更优地，水箱与沙石料堆放池连接面的底部设有小段整流方管。
更优地，所述整流方管在水箱一侧的开口面设有挡板槽，用于插入控制开口面积的挡板。
一种洪水冲淤参数测定方法，包括如下步骤:
步骤一：采集堆积物样品，根据实验设计，对样品过筛；在所述冲洪积扇塑造平台自然堆铺堆积物样品；在所述沙石料堆放池中以两侧堆置的方式堆放堆积物样品，形成自然的V型谷；
步骤二:在所述水箱中灌注持续性基流或蓄制洪水，让基流或小规模洪水不断冲刷所述冲洪积扇堆放平台和沙石料堆放池中的堆积物，模拟河道与漫滩自然发育，其间可根据实验需求，对河道及滩地形态进行干预，获得适宜的河道及滩地形态；根据实验需求，选择将下垫面硬化固定或维持动床状态；
步骤三:在放水冲刷前，对动床条件下的所述冲洪积扇塑造平台上堆积物的物质组成级配进行取样测量；使用摄影测量法测得所述冲洪积扇塑造平台上模型河道及滩地的形态特征；
步骤四:根据实验设计，调整倾斜水槽坡度，在水箱中注水并使用挡板设置好开口面积，在沙石料堆放池中堆放预定质量的堆积物样品；待所述水箱水位达到预定值后，开闸泄水；使用摄像机记录所述水箱水位下降过程，可测得洪水过程线；使用所述L型立杆顶部水平放置的遥控相机记录人工洪水在模型河道及滩地上的传播过程；
步骤五:洪水过程结束后，对所述冲洪积扇塑造平台上堆积物的物质组成级配进行取样测量；使用摄影测量法测得所述冲洪积扇塑造平台上模型河道及滩地的形态特征；
步骤六：对所述沙石料堆放池和沉沙槽中的沙石分别烘干称重，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷淤积量：
S＝O沉–(I前–I后)
式中，S为场次洪水的净冲刷淤积量实测值，正值表示冲刷，负值表示淤积；O沉为沉沙槽中沉积沙石的干重；I前为沙石料堆放池中洪水冲刷前堆放的沙石干重；I后为沙石料堆放池中洪水冲刷后剩余的沙石干重；
同时，通过所述步骤三和步骤五中摄影测量法生成的模拟河道及漫滩的数字高程模型DEM，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷量淤积量：
S’＝V前–V后
式中，S’为场次洪水的净冲刷淤积量模拟值，正值表示冲刷，负值表示淤积；V前为洪水冲刷前DEM所计算得到的总体积；V后为洪水冲刷后DEM所计算得到的总体积；
步骤七：设置所述沙石料堆放池中不同的堆积质量，重复以上步骤一至步骤六三至五次，得到三至五个不同的S和S’值，点绘S-S’散点图，得到拟合公式；
步骤八：依据所述S-S’拟合公式换算关系，对所述模拟河道及漫滩上任一断面的DEM冲前冲后值进行差值计算和修正，得到场次洪水下研究区任意位置的准确冲淤参数。
本发明提供一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法，使用该系统可在概念化模型试验中，人工模拟不同规模洪峰过程及冲洪积滩地情景，通过对洪水冲击河滩过程的沉沙量、冲刷前后下垫面颗粒级配和地表形态变化的监测记录，可实现对模拟河道及滩地任意位置洪水冲淤参数的准确测定。本发明设施方便拆卸和更换，适应室内或室外、不同模拟沟道坡度、不同规模人造洪水或水石流要求等应用环境，并可通过地表形态变化量与沉沙量的对比和率定，准确测量模拟河段及滩地任意位置的冲淤变化，应用范围广。
附图说明
图1为本发明提供的一种冲洪积扇水槽试验系统的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为不同堆土方量工况下的摄影测量模拟淤积分布与实际淤积示意图；
图4为S-S’散点图。
附图标记说明：
1-水箱，2-沙石料堆放池，3-倾斜水槽，4-冲洪积扇塑造平台，5-沉沙槽，6-升降支架，7-连接通道，8-闸门，9-软连接管，10-链接绞盘，11-L型立杆，12-固定支架。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的如附图所示，本例中的冲洪积扇水槽试验系统为适应室内较小的空间，对模型尺寸和材质进行了约束，包括由玻璃钢制作的水箱1、沙石料堆放池2、倾斜水槽3、冲洪积扇塑造平台4、沉沙槽5，以及钢制的升降支架6。水箱1长宽高尺寸分别为1.2m×0.6m×1.0m(均指内壁，下同)，设计最大持水量0.65m3，水箱1侧壁标有刻度反映水位信息；在水箱1与沙石料堆放池2连接面的底部设有小段连接通道7，连接通道7由玻璃钢制成，长宽高尺寸分别0.05m×0.2m×0.2m，为连接通道7的顶部设有插槽，插槽长宽尺寸分别为0.2m×0.01m，用于插入提拉式闸门8；连接通道7在水箱一侧的开口面设有挡板槽，开口面的尺寸为0.15m×0.1m，用于插入控制开口面积的挡板，通过设置不同的开口面积控制出口洪峰流量。本例中依据孔流计算公式可得到的模型最大瞬时出流方量为/>如果模型几何比尺为1:40，则依重力相似本模型瞬时出流方量对应的原型洪峰流量为38.2×(402.5)/1000＝386.6m3s，这对于大多数流域面积在数十平方公里的山区小流域来说是一个极端流量，可满足模拟极端及以下规模洪水的试验需求。
连接通道7的下游接沙石料堆放池2，沙石料堆放池2的长宽高尺寸分别为1.0m×0.8m×0.5m。
沙石料堆放池2的下游面通过软连接管9与倾斜水槽3活动连接，倾斜水槽3本体长宽高尺寸分别为1.0m×0.2m×0.2m，下游通过铝合金制链接绞盘10与冲洪积扇塑造平台4转动连接。依试验设计，待倾斜水槽3的倾角固定后，倾斜水槽3的上、下游活动连接段的底面和侧壁使用薄橡胶面铺设。
冲洪积扇塑造平台4为一边长2.0m的正方形平台，台面平行于水流方向的一侧边线中点设有1根总长3.0m、垂直于地面方向可伸缩式的L型立杆11，L型立杆11的顶端位于台面的几何中心正上方，L型立杆11的顶部设有卡扣用于水平固定遥控相机。
沉沙槽5置于冲洪积扇塑造平台4的水流出口下方，承接上游来水来沙；沉沙槽5为一顶部开口的长方体空腔，长方体空腔长度与冲洪积扇塑造平台4的边长等长，宽度为冲洪积扇塑造平台4边长的15；沉沙槽5的四侧壁面布满小孔用于泄流；沉沙槽5内铺满整块透水细孔纱布用于承沙。
水箱1、连接通道7和沙石料堆放池2为一体化设计，置于可移动升降支架6之上；冲洪积扇塑造平台4置于固定支架12之上；升降支架6使用液压杆带动倾斜水槽3变坡，使倾斜水槽3的变坡范围在5％至35％之间，当进行人造溪河洪水试验时，倾斜水槽3的比降不超过15％；当进行人造水石流试验时，倾斜水槽3的比降不低于30％。
应用上述冲洪积扇水槽试验系统的人造洪水冲淤参数测定方法，结合具体案例，包括如下步骤:
案例背景：
以采集的山区某小流域河床和滩地上的河沙为堆积物样品，进行定床条件下的人造溪河洪水冲击、淹没冲洪积扇模拟试验，模拟极端流量(38.2ls)和0.08m3，0.11m3，0.16m3，0.18m3，0.21m3五种堆土方量工况下，弯曲沟道及河滩的冲淤变化。试验几何比尺1:40，相似准则为几何相似、重力相似、启动相似和河床变形相似。
步骤一：
将野外采集的堆积物样品，依弗莱施曼法则对粒径进行过筛调整，以满足试验相似要求；在冲洪积扇塑造平台自然堆铺基础堆积物；在沙石料堆放池中以两侧堆置的方式堆放堆积物样品，形成自然的V型谷；
步骤二:
在水箱中灌注持续性小流量基流或蓄制洪水，让基流和小规模洪水不断冲蚀冲洪积扇堆放平台和沙石料堆放池中的堆积物，在冲洪积扇堆放平台上模拟河道与漫滩的自然发育，其间可根据实验需求，对河道及滩地形态进行干预，获得适宜的河道及滩地形态；
步骤三:
使用摄影测量法测得冲洪积扇塑造平台上模型河道及滩地的形态特征；
步骤四:
根据实验设计，调整倾斜水槽坡度，在水箱中注水并使用挡板设置好开口面积(0.15m×0.1m＝0.015m2)，在沙石料堆放池中堆放预定方量的堆积物样品；待水箱水位达到预定值(0.9m)后，开闸泄水；使用摄像机记录水箱水位下降过程，可测得洪水过程线；使用L型立杆顶部水平放置的遥控相机记录人工洪水在模型河道及滩地上的传播过程；
步骤五:
洪水过程结束后，对冲洪积扇塑造平台上堆积物的物质组成级配进行取样测量；使用摄影测量法测得冲洪积扇塑造平台上模型河道及滩地的形态特征(图2)；
步骤六：
对沙石料堆放池和沉沙槽中的沙石分别烘干称重，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷淤积量：
S＝O沉–(I前–I后)
式中，S为场次洪水的净冲刷淤积量实测值(质量)，正值表示冲刷，负值表示淤积；O沉为沉沙槽中沉积沙石的干重；I前为沙石料堆放池中洪水冲刷前堆放的沙石干重；I后为沙石料堆放池中洪水冲刷后剩余的沙石干重。
同时，通过步骤三和步骤五中摄影测量法生成的模拟河道及漫滩的数字高程模型(DEM)，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷量淤积量：
S’＝V前–V后
式中，S’为场次洪水的净冲刷淤积量模拟值(体积)，正值表示冲刷，负值表示淤积；V前为洪水冲刷前DEM所计算得到的总体积；V后为洪水冲刷后DEM所计算得到的总体积。
步骤七：
设置沙石料堆放池中不同的堆积质量，重复以上步骤一至步骤六三至五次，得到三至五个不同的S和S’值，点绘S-S’散点图，得到拟合公式，本例中的S-S’散点图如图3所示。
步骤八：
依据S-S’拟合公式换算关系，可通过GIS软件，对模拟河道及漫滩上任一断面的DEM冲前冲后值进行差值计算和修正，得到场次洪水下研究区任意位置的准确冲淤参数。
以上未作说明均为现有技术。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种冲洪积扇水槽试验系统，其特征在于：包括水箱(1)、沙石料堆放池(2)、倾斜水槽(3)和冲洪积扇塑造平台(4)，所述水箱(1)为一顶部开口的空腔结构，所述水箱(1)与所述沙石料堆放池(2)通过连接通道相连接，所述连接通道(7)的顶部设有插槽，用于插入提拉式闸门(8)，所述沙石料堆放池(2)与倾斜水槽(3)的一端通过软连接管(9)贯通连接，所述倾斜水槽(3)的另一端贯通连接至所述冲洪积扇塑造平台(4)；
还包括升降支架(6)，所述水箱(1)与沙石料堆放池(2)均置于升降支架(6)上；
所述冲洪积扇塑造平台(4)为一正方形台面，所述冲洪积扇塑造平台(4)的下方设有固定支架(12)；所述冲洪积扇塑造平台(4)平行于水流方向的一侧壁中部设有一根可伸缩式的L型立杆(11)，所述L型立杆(11)的顶端位于所述冲洪积扇塑造平台(4)的几何中心正上方，所述L型立杆(11)的顶部设有卡扣，所述卡扣上连接有遥控相机；
所述水箱(1)、连接通道(7)和沙石料堆放池(2)为一体化设计，置于可移动升降支架(6)之上；冲洪积扇塑造平台(4)置于固定支架(12)之上；升降支架(6)使用液压杆带动倾斜水槽(3)变坡，使倾斜水槽(3)的变坡范围在5％至35％之间；
还包括沉沙槽(5)，所述沉沙槽(5)置于所述冲洪积扇塑造平台(4)的水流出口下方；所述沉沙槽(5)为一顶部开口的长方体空腔，所述沉沙槽(5)的长度与所述冲洪积扇塑造平台(4)垂直于水流方向的边长等长；所述沉沙槽(5)的侧壁开设有用于泄流的小孔；所述沉沙槽(5)内铺满整块透水细孔纱布用于承沙；
其中，采用该冲洪积扇水槽试验系统进行洪水冲淤参数测定方法，包括如下步骤:
步骤一：采集堆积物样品，根据实验设计，对样品过筛；在所述冲洪积扇塑造平台(4)自然堆铺堆积物样品；在所述沙石料堆放池(2)中以两侧堆置的方式堆放堆积物样品，形成自然的V型谷；
步骤二:在所述水箱(1)中灌注持续性基流或蓄制洪水，让基流或小规模洪水不断冲刷所述冲洪积扇塑造平台(4)和沙石料堆放池(2)中的堆积物，模拟河道与漫滩自然发育，其间可根据实验需求，对河道及滩地形态进行干预，获得适宜的河道及滩地形态；根据实验需求，选择将下垫面硬化固定或维持动床状态；
步骤三:在放水冲刷前，对动床条件下的所述冲洪积扇塑造平台(4)上堆积物的物质组成级配进行取样测量；使用摄影测量法测得所述冲洪积扇塑造平台(4)上模型河道及滩地的形态特征；
步骤四:根据实验设计，调整倾斜水槽(3)坡度，在水箱(1)中注水并使用挡板设置好开口面积，在沙石料堆放池(2)中堆放预定质量的堆积物样品；待所述水箱(1)水位达到预定值后，开闸泄水；使用摄像机记录所述水箱水位下降过程，可测得洪水过程线；使用所述L型立杆(11)顶部水平放置的遥控相机记录人工洪水在模型河道及滩地上的传播过程；
步骤五:洪水过程结束后，对所述冲洪积扇塑造平台(4)上堆积物的物质组成级配进行取样测量；使用摄影测量法测得所述冲洪积扇塑造平台(4)上模型河道及滩地的形态特征；
步骤六：对所述沙石料堆放池(2)和沉沙槽(5)中的沙石分别烘干称重，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷淤积量：
S＝O沉-(I前-I后)
式中，S为场次洪水的净冲刷淤积量实测值，正值表示冲刷，负值表示淤积；O沉为沉沙槽中沉积沙石的干重；I前为沙石料堆放池中洪水冲刷前堆放的沙石干重；I后为沙石料堆放池中洪水冲刷后剩余的沙石干重；
同时，通过所述步骤三和步骤五中摄影测量法生成的模拟河道及漫滩的数字高程模型，即DEM，使用如下公式计算场次洪水的净冲刷量淤积量：
S'＝V沉-V后
式中，S’为场次洪水的净冲刷淤积量模拟值，正值表示冲刷，负值表示淤积；V前为洪水冲刷前DEM所计算得到的总体积；V后为洪水冲刷后DEM所计算得到的总体积；
步骤七：设置所述沙石料堆放池(2)中不同的堆积质量，重复以上步骤一至步骤六三至五次，得到三至五个不同的S和S’值，点绘S-S’散点图，得到拟合公式；
步骤八：依据所述S-S’拟合公式换算关系，对所述模拟河道及漫滩上任一断面的DEM冲前冲后值进行差值计算和修正，得到场次洪水下研究区任意位置的准确冲淤参数。
2.如权利要求1所述的一种冲洪积扇水槽试验系统，其特征在于：所述沙石料堆放池(2)为一顶部开口的长方体空腔。
3.如权利要求1所述的一种冲洪积扇水槽试验系统，其特征在于：所述水箱(1)的侧壁标有用于记录水位信息的刻度。
4.如权利要求1所述的一种冲洪积扇水槽试验系统，其特征在于：水箱(1)与沙石料堆放池(2)的连接通道的底部设有整流方管。
5.如权利要求4所述的一种冲洪积扇水槽试验系统，其特征在于：所述整流方管在水箱(1)一侧的开口面设有挡板槽，用于插入控制开口面积的挡板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711210442.9A CN107761656B (zh) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711210442.9A CN107761656B (zh) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107761656A CN107761656A (zh) | 2018-03-06 |
| CN107761656B true CN107761656B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=61276121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711210442.9A Active CN107761656B (zh) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107761656B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110485363B (zh) * | 2019-08-31 | 2020-11-20 | 华北水利水电大学 | 洪水作用下河床动态变化的模拟装置及多点实时监测方法 |
| CN111442905B (zh) * | 2020-04-07 | 2022-03-29 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种溢气排沙模拟仿真系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11256666A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-21 | Kurimoto Ltd | 治水システム |
| CN104060570A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-09-24 | 浙江省水利河口研究院 | 一种闸下水流挟沙模拟方法 |
| CN105137034A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 中国矿业大学(北京) | 一种泥石流物理模型实验系统及其泥石流模拟组件 |
| CN207919483U (zh) * | 2017-11-28 | 2018-09-28 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种冲洪积扇水槽试验系统 |
-
2017
- 2017-11-28 CN CN201711210442.9A patent/CN107761656B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11256666A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-21 | Kurimoto Ltd | 治水システム |
| CN104060570A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-09-24 | 浙江省水利河口研究院 | 一种闸下水流挟沙模拟方法 |
| CN105137034A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 中国矿业大学(北京) | 一种泥石流物理模型实验系统及其泥石流模拟组件 |
| CN207919483U (zh) * | 2017-11-28 | 2018-09-28 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种冲洪积扇水槽试验系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 内陆河三角洲堆积体形成发展过程;刘飞等;《水科学进展》;20150531;第378-387页 * |
| 刘飞等.内陆河三角洲堆积体形成发展过程.《水科学进展》.2015, * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107761656A (zh) | 2018-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106290800B (zh) | 一种土质边坡抗水流侵蚀能力模拟试验方法及装置 | |
| CN103898863B (zh) | 一种研究非淹没刚性植物条件下泥沙起动的方法 | |
| CN112081071B (zh) | 山洪泥石流沟道形成区的拦砂坝生态组合 | |
| CN112084671B (zh) | 城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法 | |
| Simons | Effects of stream regulation on channel morphology | |
| CN107761656B (zh) | 一种冲洪积扇水槽试验系统及洪水冲淤参数测定方法 | |
| Shaazizov et al. | Physical modeling of the filtration process through the dam base | |
| Bąk et al. | Spatial distribution of sediments in Suchedniów reservoir | |
| CN109063224B (zh) | 一种岩溶流域耦合水文模型预测方法 | |
| Tinkler | Conditions for the Entrainment of Cuboid Boulders in Bedrock Streams: An Historical Review of Literature with Respect to Recent Investigations Paul Carling Institute of Environmental and Natural Sciences, Lancaster University, United Kingdom | |
| CN111915085B (zh) | 河床表层粗化过程推移质输沙率预测方法 | |
| CN105133549A (zh) | 三角形量水堰 | |
| CN114232557B (zh) | 跟踪截流模型水下地形的模拟确定方法和试验方法 | |
| CN110286027A (zh) | 考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法 | |
| CN207919483U (zh) | 一种冲洪积扇水槽试验系统 | |
| Smart et al. | Drainage design | |
| CN106709139B (zh) | 卵砾石河床透水层渗流量测量计算方法 | |
| Jaeger et al. | Investigating the relationship between rainfall intensity, catchment vegetation and debris mobility | |
| CN112884279B (zh) | 一种沟道梯级土地整治工程暴雨洪水安全风险评估方法 | |
| Tagavifar et al. | Evaluation of sedimentation and flushing by mathematical model in reservoirs of the successive Dez stream dams in Iran | |
| CN113699928B (zh) | 一种模拟海上风电桩施工过程中固化土冲刷的试验系统 | |
| CN213022771U (zh) | 一种城市新区下渗测算装置 | |
| CN219224784U (zh) | 一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统 | |
| Javed et al. | Sediment flushing strategy for reservoir of proposed Bhasha Dam, Pakistan | |
| Isaac et al. | Hydraulic Model Studies for Sediment Management by Drawdown Flushing of Run-of-the-River Hydroelectric Project |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Pingcang Inventor after: Zhang Changwei Inventor after: Du Jun Inventor after: Cheng Dongbing Inventor after: Li Qingxi Inventor after: Dong Linyao Inventor after: Fan Zhongjie Inventor after: Zhang Guanhua Inventor after: Huang Jinquan Inventor after: Shen Shengyu Inventor before: Zhang Pingcang Inventor before: Du Jun Inventor before: Cheng Dongbing Inventor before: Li Qingxi Inventor before: Dong Linyao Inventor before: Fan Zhongjie Inventor before: Zhang Guanhua Inventor before: Huang Jinquan Inventor before: Shen Shengyu |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Du Jun Inventor after: Zhang Changwei Inventor after: Dong Linyao Inventor after: Fan Zhongjie Inventor after: Zhang Pingcang Inventor after: Cheng Dongbing Inventor after: Li Qingxi Inventor after: Shen Shengyu Inventor after: Huang Jinquan Inventor after: Zhang Guanhua Inventor before: Zhang Pingcang Inventor before: Zhang Changwei Inventor before: Du Jun Inventor before: Cheng Dongbing Inventor before: Li Qingxi Inventor before: Dong Linyao Inventor before: Fan Zhongjie Inventor before: Zhang Guanhua Inventor before: Huang Jinquan Inventor before: Shen Shengyu |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |