CN109778770A - 一种沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沟‑坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，包括铁架平台、沟‑坡系统、支撑系统，所述铁架平台焊接沟‑坡系统，一端以转轴固定，所述沟‑坡系统包括沟道铁板、坡面铁板，坡面铁板焊接于沟道铁板两侧，所述支撑系统包括支撑系统Ⅰ、支撑系统Ⅱ，所述支撑系统Ⅰ包括紧固系统和升降系统Ⅰ，紧固系统焊接于坡面铁板两端，升降系统Ⅰ与承载沟‑坡系统的铁架平台相连，所述支撑系统Ⅱ一端固定于转轴，包括升降系统Ⅱ(气泵和支撑柱)和转轴，气泵与支撑柱连接。具有应用范围广、调坡范围大、可同时调节沟道和坡面倾斜度的特点，具有重要的生产实用价值及推广应用前景。

Description

一种沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置

技术领域

本发明涉及一种山洪物理过程模拟试验技术，尤其涉及一种沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置。

背景技术

坡度是影响坡面流及坡面侵蚀特性的重要因素。山洪是山区溪沟由暴雨引起的突发性暴涨暴落洪水，具有突发性、水量集中流速大、冲刷破坏力强等特点。山洪洪峰高，在较陡的坡面形成地表径流并汇集至坡度较缓的沟道口，由沟口流出形成洪峰，坡面坡度和沟道坡度一般相差几百～几千倍，是影响坡面产流产沙和沟道汇流输沙的重要因素。由于山洪的突发性和极大的破坏力，以及野外观测难度大、周期长、影响因素复杂等特点，很难对其进行系统的研究，研究方法主要为室内模拟试验。

传统的测流量的装置仅注重单一调节坡面坡度或沟道坡度，缺乏一种同时考虑坡-沟双坡度可变性的系统装置，因此在实验过程中同时实现沟-坡倾斜度的改变存在困难，使实验方案受到限制。

发明内容

本发明的目的是模拟一种应用范围广、调坡范围大、可同时调节沟道和坡面倾斜度的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其较佳的具体实施方式为：

包括沟-坡系统、支撑系统、铁架平台，所述沟-坡系统包括沟道铁板、坡面铁板，坡面铁板有两块(规格相同)，分别连接于沟道铁板的两侧构成沟-坡系统，所述支撑系统包括支撑系统Ⅰ、支撑系统Ⅱ，所述铁架平台上焊接沟-坡系统，一端以转轴固定，所述支撑系统Ⅰ包括升降螺栓、支撑臂、手动转轴、固定轴和对称的紧固螺丝a、紧固螺丝b，分别置于所述铁架平台底部，与承载沟-坡系统的铁架平台相连，所述支撑系统Ⅱ包括转轴、气泵和支撑柱，与所述铁架平台无转轴固定的一端相连，能够同时调节沟道铁板和坡面铁板的倾斜度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实例提供的可调式山洪物理模型试验装置，包括支撑系统、铁架平台、沟-坡系统，具有应用范围广、调坡范围大、可同时调节沟道和坡面倾斜度的特点，具有重要的生产实用价值及推广应用前景。

附图说明

图1a为本发明实例中铁架平台的侧视结构示意图。

图1b为本发明实例中铁架平台的侧视结构示意图。

图1c为本发明实例中铁架平台的侧视结构示意图。

图1d为本发明实例中铁架平台的侧视结构示意图。

图2为本发明实例中铁架平台的俯视结构示意图。

图3a为本发明实例中升降螺栓的放大结构示意图。

图3b为本发明实例中紧固螺丝的放大结构示意图。

图4为本发明实例中调平装置的结构示意图。

图中：

1-铁架平台，2-沟道铁板，3-坡面铁板，4-转轴，5-升降螺栓，6-支撑臂，7-手动转轴，8-固定轴，9-紧固螺丝a，10-紧固螺丝b，11-气泵，12-支撑柱。

具体实施方式

下面将对本发明实例作进一步的详细描述。

本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其较佳的具体实施方式是：

包括沟-坡系统、支撑系统、铁架平台，所述沟-坡系统包括沟道铁板、坡面铁板，坡面铁板有两块(规格相同)，分别连接于沟道铁板的两侧构成沟-坡系统，所述支撑系统包括支撑系统Ⅰ、支撑系统Ⅱ，所述铁架平台上焊接沟-坡系统，一端以转轴固定，所述支撑系统Ⅰ包括升降螺栓、支撑臂、手动转轴、固定轴和对称的紧固螺丝a、紧固螺丝b，分别置于所述铁架平台底部，与承载沟-坡系统的铁架平台相连，所述支撑系统Ⅱ包括转轴、气泵和支撑柱，与所述铁架平台无转轴固定的一端相连，能够同时调节沟道铁板和坡面铁板的倾斜度。

所述铁架平台均为矩形铁框焊接而成，以沟道铁板为轴左右对称，承载沟-坡系统，形成稳定结构；由升降系统Ⅰ自由调节坡面的角度。

所述沟-坡系统由沟道铁板和坡面铁板组成，通过调节支撑系统Ⅰ中升降系统Ⅰ的手动转轴调节支撑臂与紧固螺丝a的夹角调节坡面角度。

所述支撑系统Ⅰ包括升降系统Ⅰ和加固系统，升降系统Ⅰ焊接在铁架平台内部，调节坡面角度，加固系统焊接在铁架平台两端，稳固坡面。

所述升降系统Ⅰ包括升降螺栓、对称的支撑臂、手动转轴和固定轴，支撑臂一端为螺母，与升降螺栓相连，另一端与铁架平台通过固定轴相连，手动转轴与升降螺栓相连，调节两对称坡面铁板，升降螺栓起主要支撑作用，通过加固系统固定。

所述加固系统包括两组紧固螺丝a、紧固螺丝b，固定于坡面铁板下的铁架平台两端，随坡面铁板的升降转动，通过手动转轴与支撑系统Ⅱ协同调节。

所述支撑系统Ⅱ包括升降系统Ⅱ和转轴，升降系统Ⅱ调节沟道的倾斜度。

所述升降系统Ⅱ包括气泵、支撑柱，气泵位于坡面铁板与铁架平台无转轴连接的一端右侧，与支撑柱位于同侧且相连，通过调节支撑柱的升降调节沟道角度。

所述坡面铁板为两块规格一致的铁板，长300cm，宽100cm，厚度5mm左右，焊接在铁架平台上，与沟道铁板组成沟-坡系统，随上层铁架角度的变化而变化，两端随时被紧固螺丝a、紧固螺丝b固定。

所述沟道铁板规格为长300cm，宽20cm，厚度5mm左右，焊接在铁架平台上，与支撑柱相接，通过升降系统Ⅱ的气泵调节倾斜角度。

本发明的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，可以同时调节两侧坡面和沟道的倾斜度，模拟自然界中山坡产流、山沟汇流的山洪形成演进过程以及相同条件下的两相流，如泥石流和污染物的形成演进过程，可以测量出口处的物质量(流量)，以及坡面和沟道系统中水动力参数(流速、水深等)的空间分布。

具有以下有益效果：

1、灵活性强：两侧的坡面和底部沟道的倾斜度可同时改变。

2、应用范围广：可模拟自然界中山坡产流、山沟汇流的山洪形成演进过程以及相同条件下的两相流形成演进过程，可测量出口处物质量、坡面和沟道系统中水动力参数的空间分布。

3、调坡范围大：适用于各种地形条件下的山洪模拟，不同倾斜度的坡面和沟道可搭配实验。

具体实施例，如图1a至图4所示：

本发明的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置总体结构包括铁架平台、铁制坡面和沟道、调节坡度的升降系统和紧固系统、调结沟道角度的升降系统，其中铁制坡面和沟道焊接在铁架平台上，两种升降系统焊接在铁架平台内部，玻璃铣洗水槽安装在铁架平台上，铁架平台焊接在主梁上，主梁由升降系统支撑以及调节高度。

上述装置各部分的具体实施方式及功能分别说明如下：

本实施例铁架平台1采用涂漆的矩形铁架焊接而成，由涂漆铁框架、涂漆铁条、立柱形成铁架平台框架结构。铁架平台1上端固定沟道铁板2和坡面铁板3，两端为紧固螺丝a和紧固螺丝b，内部连接支撑系统Ⅰ和支撑系统Ⅱ。

本实施例支撑系统由支撑系统Ⅰ、支撑系统Ⅱ构成。支撑系统Ⅰ由升降螺栓5、支撑臂6、手动转轴7、固定轴8和对称的紧固螺丝a9、紧固螺丝b10构成。支撑臂6一端与升降螺栓5形成螺丝构造，另一端通过固定轴8连接铁架平台1。通过转动手动转轴7调节升降螺栓5与支撑臂6的位置关系，实现对坡面铁板的坡度调节，两端以紧固螺丝固定。分别置于承载沟-坡系统的铁架平台1底部，并与其相连。支撑系统Ⅱ由转轴4、气泵11和支撑柱12构成，与铁架平台1无转轴4固定的一端相连，调节气泵11调节支撑柱12高度，实现沟道铁板2的倾斜度调节。

本实施例调平装置与水槽装置不为一体且不唯一，调平时将其与坡面重合，半圆仪法线与铅垂线的夹角即为需调平的角度。

上述本实施案例可实现沟-坡双坡度同时调节。调平装置置于沟道铁板和坡面铁板上，根据所指示的倾斜角度调平后，依次调节沟道铁板和两个坡面铁板，以满足不同条件下的模拟实验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，包括沟-坡系统、支撑系统、铁架平台(1)，所述沟-坡系统包括沟道铁板(2)、坡面铁板(3)，坡面铁板(3)有两块，分别连接于沟道铁板(2)的两侧构成沟-坡系统，所述支撑系统包括支撑系统Ⅰ、支撑系统Ⅱ，所述铁架平台(1)上焊接沟-坡系统，一端以转轴(4)固定，所述支撑系统Ⅰ包括升降螺栓(5)、支撑臂(6)、手动转轴(7)、固定轴(8)和对称的紧固螺丝a(9)、紧固螺丝b(10)，分别置于所述铁架平台(1)底部，与承载沟-坡系统的铁架平台(1)相连，所述支撑系统Ⅱ包括转轴(4)、气泵(11)和支撑柱(12)，与所述铁架平台(1)无转轴固定的一端相连，能够同时调节沟道铁板(2)和坡面铁板(3)的倾斜度。

2.根据权利要求1所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述铁架平台(1)均为矩形铁框焊接而成，以沟道铁板(2)为轴左右对称，承载沟-坡系统，形成稳定结构，由升降系统Ⅰ自由调节坡面的角度。

3.根据权利要求2所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述沟-坡系统由沟道铁板(2)和坡面铁板(3)组成，通过调节支撑系统Ⅰ中升降系统Ⅰ的手动转轴(7)调节支撑臂(6)与紧固螺丝a(9)的夹角调节坡面角度。

4.根据权利要求3所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述支撑系统Ⅰ包括升降系统Ⅰ和加固系统，升降系统Ⅰ焊接在铁架平台(1)内部，调节坡面角度，加固系统焊接在铁架平台(1)两端，稳固坡面。

5.根据权利要求4所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述升降系统Ⅰ包括升降螺栓(5)、对称的支撑臂(6)、手动转轴(7)和固定轴(8)，支撑臂(6)一端为螺母，与升降螺栓(5)相连，另一端与铁架平台(1)通过固定轴(8)相连，手动转轴(7)与升降螺栓(5)相连，调节两对称坡面铁板(3)，升降螺栓(5)起主要支撑作用，通过加固系统固定。

6.根据权利要求5所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述加固系统包括两组紧固螺丝a(9)、紧固螺丝b(10)，固定于坡面铁板(3)下的铁架平台(1)两端，随坡面铁板(3)的升降转动，通过手动转轴(7)与支撑系统Ⅱ协同调节。

7.根据权利要求6所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述支撑系统Ⅱ包括升降系统Ⅱ和转轴(4)，升降系统Ⅱ调节沟道的倾斜度。

8.根据权利要求7所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述升降系统Ⅱ包括气泵(11)、支撑柱(12)，气泵(11)位于坡面铁板(3)与铁架平台(1)无转轴(4)连接的一端右侧，与支撑柱(12)位于同侧且相连，通过调节支撑柱(12)的升降调节沟道角度。

9.根据权利要求8所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述坡面铁板(3)为两块规格一致的铁板，长300cm，宽100cm，厚度5mm左右，焊接在铁架平台(1)上，与沟道铁板(2)组成沟-坡系统，随上层铁架角度的变化而变化，两端随时被紧固螺丝a(9)、紧固螺丝b(10)固定。

10.根据权利要求9所述的沟-坡双坡度变调性的山洪模拟水槽装置，其特征在于，所述沟道铁板(2)规格为长300cm，宽20cm，厚度5mm左右，焊接在铁架平台(1)上，与支撑柱(12)相接，通过升降系统Ⅱ的气泵(11)调节倾斜角度。