CN113435053B - 一种古镇林区灾害演化分析模拟装置 - Google Patents

一种古镇林区灾害演化分析模拟装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种古镇林区灾害演化分析模拟装置，包括：支撑固定部件、泥石流演化分析模块和火灾演化分析模块，所述泥石流演化分析模块和所述火灾演化分析模块可分别放置于所述支撑固定部件上进行对应灾害演化分析；所述支撑固定部件包括底杆、顶杆、竖杆、支撑板和支撑板安装部件，四根所述底杆、四根所述顶杆和四根所述竖杆组装成框架结构的所述支撑固定部件，所述支撑板通过所述支撑板安装部件设置在所述支撑固定部件中间，所述支撑板的坡度可以通过所述支撑板安装部件灵活调节。通过设置可选用的泥石流演化分析模块和火灾演化分析模块，本模拟装置可以用于泥石流灾害模拟演化分析和山火灾害模拟演化分析。

Description

一种古镇林区灾害演化分析模拟装置
技术领域
本发明涉及火灾和洪灾模拟分析设备技术领域，特别涉及一种灾害演化分析模拟装置。
背景技术
近些年，随着经济水平的提高，旅游业的进一步发展，越来越多具有特色的古镇被保留，但古镇大多位于植被较为茂密的林区，或依山而建，因此极有可能受到自然灾害的影响而被破坏，特别是山火和泥石流灾害。例如：2019年11月16日，江西景德镇瑶里古镇风景区山上突发山火，浓烟滚滚，造成了巨大的经济损失。2021年2月14日，云南省沧源佤族自治县勐角民族乡翁丁村老寨发生严重火灾，同样也对当地经济水平造成了一定的创伤。2016年7月26日，卧龙区内开始强降雨，在卧龙镇卧龙关村头道桥的熊猫沟发生大型泥石流，致使主河道堵塞，并对303线路面造成了损毁冲击。2020年7月6日，四川省阿坝州小金县宅垄镇元营村城隍庙沟(原新格乡元营村)吉峰沙场发生山洪引发泥石流灾害，共造成4人死亡。因此需要对古镇林区特殊灾害(山火、泥石流)衍生过程进行探索，探究这两种灾害演化行为的内在机理，了解灾害演化规律，从而提升山火和泥石流灾害的预防能力，降低灾害的危害性。
通过调研发现，授权公布号为CN108362861B的中国专利公开了一种用于灾害推演分析的模拟实验装置，包括信息采集及反馈模块和灾害推演模块，该灾害推演模块包括上下布置并由重力自流管连通的出水箱、若干灾害节点模拟装置和集水箱，所述灾害节点模拟装置包括上下布置的节点容器、重力传感器和转接头，所述节点容器和转接头通过突变水管和设在重力传感器上的筛网连通，在所述重力自流管和突变水管上均安装有若干智能球阀，信息采集及反馈模块用于获取数据并通过已获取数据控制对应装置的启闭。
该灾害推演分析的模拟实验装置虽然可以模拟灾害的衍生网络，能够发现灾害衍生中存在的共性问题，具有一定的普适性。但是针对古镇林区特定场景下的灾害演化分析不够全面，特别是具体的灾害相关参数无法获得，从而导致灾害研究的深度不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种古镇林区灾害演化分析模拟装置，能够针对古镇林区的具体特点进行深度的模拟分析。为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明的一种古镇林区灾害演化分析模拟装置，所述装置包括：支撑固定部件、泥石流演化分析模块和火灾演化分析模块，所述泥石流演化分析模块和所述火灾演化分析模块可分别放置于所述支撑固定部件上进行对应灾害演化分析；
所述支撑固定部件包括底杆、顶杆、竖杆、支撑板和支撑板安装部件，四根所述底杆、四根所述顶杆和四根所述竖杆组装成框架结构的所述支撑固定部件，所述支撑板通过所述支撑板安装部件设置在所述支撑固定部件中间，所述支撑板的坡度可以通过所述支撑板安装部件灵活调节；
所述泥石流演化分析模块包括供水系统、降雨模拟及湿度测量部件、泥石流斜坡槽道、泥石流收集部件和泥石流拍摄用摄像机，所述降雨模拟及湿度测量部件和所述泥石流斜坡槽道相对接地放置在所述支撑板上，所述供水系统放置在所述支撑固定部件的外侧，所述供水系统通过供水管与所述降雨模拟及湿度测量部件相连接，所述泥石流收集部件与所述泥石流斜坡槽道相对接地设置于所述支撑固定部件的外侧，所述泥石流拍摄用摄像机正对着所述降雨模拟及湿度测量部件、所述泥石流斜坡槽道以及所述泥石流收集部件放置；
所述火灾演化分析模块包括草甸固定架、水雾系统、热电偶、热射热流计和两组摄像机及热像仪，所述草甸固定架设置在所述支撑板上，所述水雾系统放置在所述支撑固定部件的外侧，所述水雾系统通过设置在所述顶杆上的水雾喷头向所述草甸固定架提供细水雾，所述热电偶设置在所述草甸固定架下方，所述热射热流计安装在所述顶杆上，两组所述摄像机及热像仪分别置于所述支撑固定部件外侧并且正对所述草甸固定架放置。
进一步地，所述支撑板安装部件包括固定滑块、固定螺栓、伸缩杆、旋转螺栓和固定块，所述固定滑块通过所述固定螺栓安装在所述支撑固定部件的所述竖杆上，所述伸缩杆的上端与所述固定滑块相连接，所述伸缩杆的下端通过所述旋转螺栓与所述固定块相连接，所述固定块用于固定所述支撑板。
进一步地，所述支撑固定部件的两根所述顶杆上各设置有若干热射热流计固定架和一个水雾喷头固定架，所述热射热流计固定架用于安装所述热射热流计，所述水雾喷头固定架用于安装所述水雾喷头；在所述支撑固定部件的相对的两根所述底杆上设置有长度标尺；在所述支撑固定部件的侧面或/和底面或/和顶面上设置有加固杆件。
进一步地，所述供水系统包括供水管、水流控制阀、水泵和供水水箱，所述供水管用于给所述降雨模拟及湿度测量部件提供模拟降雨，所述供水管通过所述水流控制阀和所述水泵连接于所述供水水箱底部。
进一步地，所述降雨模拟及湿度测量部件包括固定框架、泥土托盘和探头布置板，所述固定框架的顶部设置有若干降水孔，所述降水孔与所述供水管相连通，用于模拟降雨；所述固定框架的一个侧部设置有若干探头孔；所述泥土托盘上设置有泥土质量传感器，所述泥土托盘放置在所述固定框架内；所述探头布置板上设置有若干湿度探头，所述湿度探头可穿过所述探头孔。
进一步地，所述降雨模拟及湿度测量部件还包括多片防滑挡片，多片所述防滑挡片固定于所述固定框架的下部，用于将所述固定框架放置在所述支撑板上不会滑动；所述探头布置板还包括固定勾手，所述固定勾手将所述探头布置板固定于所述固定框架一侧。
进一步地，所述泥石流斜坡槽道包括泥石流槽道、防漏挡板、槽道压片、泥石流托盘和泥石流质量传感器，所述泥石流质量传感器设置在所述泥石流托盘中部，所述泥石流托盘放置在所述泥石流槽道上，所述泥石流槽道通过所述槽道压片与所述泥土托盘相对接设置；所述泥石流收集部件包括泥石流收集槽、收集部压片、泥石流收集托盘和泥石流收集质量传感器，所述泥石流收集槽通过所述收集部压片与所述泥石流槽道相对接设置，所述泥石流收集质量传感器设置在所述泥石流收集托盘中部，所述泥石流收集托盘放置在所述泥石流收集槽内。
进一步地，所述火灾演化分析模块的所述草甸固定架包括草甸防滑网和固定架卡扣，所述草甸防滑网通过所述固定架卡扣固定在所述支撑板上，所述草甸防滑网用于放置用于模拟的草甸。
进一步地，所述火灾演化分析模块的所述水雾系统包括水雾喷头、水雾水箱、安全阀、压力讯号器、启动瓶和氮气瓶，所述水雾喷头安装在所述水雾喷头固定架上，所述水雾喷头通过管道与所述水雾水箱相连接，所述安全阀设置在所述水雾喷头与所述水雾水箱之间的管道上，所述压力讯号器通过讯号控制线路与所述安全阀、所述启动瓶和所述氮气瓶相连接，所述启动瓶和所述氮气瓶与所述水雾水箱通过管路相连接。
进一步地，所述火灾演化分析模块还包括热电偶支撑架，所述热电偶支撑架通过热电偶架支柱将热电偶固定网设在在所述支撑板下方的所述支撑固定部件上，所述热电偶固定在所述热电偶固定网上。
本发明提供的古镇林区灾害演化分析模拟装置的有益效果是：
通过设置可选用的泥石流演化分析模块和火灾演化分析模块，本模拟装置可以用于泥石流灾害模拟演化分析和山火灾害模拟演化分析。特别能够获得泥石流灾害和山火灾害的相关重要演化参数，可以较为深入的探究两种灾害演化过程的机理特征，以期对未来两种相关灾害的研究提供重要的实验帮助。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的古镇林区灾害演化分析模拟装置中支撑固定部件的结构示意图；
图2是本发明实施例的古镇林区灾害演化分析模拟装置中支撑板安装部件的结构示意图；
图3是本发明实施例的古镇林区灾害演化分析模拟装置中泥石流演化分析模块的结构示意图；
图4是图3中供水系统的结构示意图；
图5是图3中降雨模拟及湿度测量部件的结构示意图；
图6是图3中泥石流斜坡槽道的结构示意图；
图7是图3中泥石流收集部件的结构示意图；
图8是本发明实施例的古镇林区灾害演化分析模拟装置中火灾演化分析模块的结构示意图；
图9是图8中水雾系统的结构示意图；
图10是图8中草甸固定架的结构示意图；
图11是图8中热电偶支撑架的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1至图11，本实施例的一种古镇林区灾害演化分析模拟装置，该装置包括：支撑固定部件1、泥石流演化分析模块2和火灾演化分析模块3，泥石流演化分析模块2和火灾演化分析模块3可分别放置于支撑固定部件1上进行对应灾害演化分析。
具体参考图1，支撑固定部件1包括底杆11、顶杆12、竖杆13、支撑板14和支撑板安装部件15，四根底杆11、四根顶杆12和四根竖杆13组装成框架结构的支撑固定部件1，支撑板14通过支撑板安装部件15设置在支撑固定部件1中间，支撑板14的坡度可以通过支撑板安装部件15灵活调节。
具体参考图3至图7，泥石流演化分析模块2包括供水系统21、降雨模拟及湿度测量部件22、泥石流斜坡槽道23、泥石流收集部件24和泥石流拍摄用摄像机25，降雨模拟及湿度测量部件22和泥石流斜坡槽道23相对接地放置在支撑板14上，供水系统21放置在支撑固定部件1的外侧，供水系统21通过供水管211与降雨模拟及湿度测量部件22相连接，泥石流收集部件24与泥石流斜坡槽道23相对接地设置于支撑固定部件1的外侧，泥石流拍摄用摄像机25正对着降雨模拟及湿度测量部件22、泥石流斜坡槽道23以及泥石流收集部件24放置。
具体参考图8至图11，火灾演化分析模块3包括草甸固定架31、水雾系统32、热电偶33、热射热流计34和两组摄像机及热像仪35，草甸固定架31设置在支撑板14上，水雾系统32放置在支撑固定部件1的外侧，水雾系统32通过设置在顶杆12上的水雾喷头321向草甸固定架31提供细水雾，热电偶33设置在草甸固定架31下方，热射热流计34安装在顶杆12上，两组摄像机及热像仪35分别置于支撑固定部件1外侧并且正对草甸固定架31放置。
具体参考图2，支撑板安装部件15包括固定滑块151、固定螺栓152、伸缩杆153、旋转螺栓154和固定块155，固定滑块151通过固定螺栓152安装在支撑固定部件1的竖杆13上，伸缩杆153的上端与固定滑块151相连接，伸缩杆153的下端通过旋转螺栓154与固定块155相连接，固定块155用于固定支撑板14。
具体参考图1、图3和图8，支撑固定部件1的两根顶杆12上各设置有若干热射热流计固定架121和一个水雾喷头固定架122，热射热流计固定架121用于安装热射热流计34，水雾喷头固定架122用于安装水雾喷头321；在支撑固定部件1的相对的两根底杆11上设置有长度标尺111；在支撑固定部件1的侧面或/和底面或/和顶面上设置有加固杆件16。
具体参考图4，供水系统21包括供水管211、水流控制阀212、水泵213和供水水箱214，供水管211用于给降雨模拟及湿度测量部件22提供模拟降雨，供水管211通过水流控制阀212和水泵213连接于供水水箱214底部。
具体参考图5，降雨模拟及湿度测量部件22包括固定框架221、泥土托盘222和探头布置板223，固定框架221的顶部设置有若干降水孔2211，降水孔2211与供水管211相连通，用于模拟降雨；固定框架221的一个侧部设置有若干探头孔2212；泥土托盘222上设置有泥土质量传感器2221，泥土托盘222放置在固定框架221内；探头布置板223上设置有若干湿度探头2231，湿度探头2231可穿过探头孔2212。
降雨模拟及湿度测量部件22还包括多片防滑挡片224，多片防滑挡片224固定于固定框架221的下部，用于将固定框架221放置在支撑板14上不会滑动；探头布置板223还包括固定勾手2232，固定勾手2232将探头布置板223固定于固定框架221一侧。
具体参考图6，泥石流斜坡槽道23包括泥石流槽道231、防漏挡板232、槽道压片233、泥石流托盘234和泥石流质量传感器235，泥石流质量传感器235设置在泥石流托盘234中部，泥石流托盘234放置在泥石流槽道231上，泥石流槽道231通过槽道压片233与泥土托盘222相对接设置。
具体参考图7，泥石流收集部件24包括泥石流收集槽241、收集部压片242、泥石流收集托盘243和泥石流收集质量传感器244，泥石流收集槽241通过收集部压片242与泥石流槽道231相对接设置，泥石流收集质量传感器244设置在泥石流收集托盘243中部，泥石流收集托盘243放置在泥石流收集槽241内。
具体参考图8和图10，火灾演化分析模块3的草甸固定架31包括草甸防滑网311和固定架卡扣312，草甸防滑网311通过固定架卡扣312固定在支撑板14上，草甸防滑网311用于放置用于模拟的草甸。
具体参考图8和图9，火灾演化分析模块3的水雾系统32包括水雾喷头321、水雾水箱322、安全阀323、压力讯号器324、启动瓶325和氮气瓶326，水雾喷头321安装在水雾喷头固定架122上，水雾喷头321通过管道与水雾水箱322相连接，安全阀323设置在水雾喷头321与水雾水箱322之间的管道上，压力讯号器324通过讯号控制线路与安全阀323、启动瓶325和氮气瓶326相连接，启动瓶325和氮气瓶326与水雾水箱322通过管路相连接。
具体参考图8和图11，火灾演化分析模块3还包括热电偶支撑架331，热电偶支撑架331通过热电偶架支柱3311将热电偶固定网3312设在在支撑板14下方的支撑固定部件1上，热电偶33固定在热电偶固定网3312上。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述装置包括：支撑固定部件(1)、泥石流演化分析模块(2)和火灾演化分析模块(3)，所述泥石流演化分析模块(2)和所述火灾演化分析模块(3)可分别放置于所述支撑固定部件(1)上进行对应灾害演化分析；
所述支撑固定部件(1)包括底杆(11)、顶杆(12)、竖杆(13)、支撑板(14)和支撑板安装部件(15)，四根所述底杆(11)、四根所述顶杆(12)和四根所述竖杆(13)组装成框架结构的所述支撑固定部件(1)，所述支撑板(14)通过所述支撑板安装部件(15)设置在所述支撑固定部件(1)中间，所述支撑板(14)的坡度可以通过所述支撑板安装部件(15)灵活调节；
所述泥石流演化分析模块(2)包括供水系统(21)、降雨模拟及湿度测量部件(22)、泥石流斜坡槽道(23)、泥石流收集部件(24)和泥石流拍摄用摄像机(25)，所述降雨模拟及湿度测量部件(22)和所述泥石流斜坡槽道(23)相对接地放置在所述支撑板(14)上，所述供水系统(21)放置在所述支撑固定部件(1)的外侧，所述供水系统(21)通过供水管(211)与所述降雨模拟及湿度测量部件(22)相连接，所述泥石流收集部件(24)与所述泥石流斜坡槽道(23)相对接地设置于所述支撑固定部件(1)的外侧，所述泥石流拍摄用摄像机(25)正对着所述降雨模拟及湿度测量部件(22)、所述泥石流斜坡槽道(23)以及所述泥石流收集部件(24)放置；
所述火灾演化分析模块(3)包括草甸固定架(31)、水雾系统(32)、热电偶(33)、热射热流计(34)和两组摄像机及热像仪(35)，所述草甸固定架(31)设置在所述支撑板(14)上，所述水雾系统(32)放置在所述支撑固定部件(1)的外侧，所述水雾系统(32)通过设置在所述顶杆(12)上的水雾喷头(321)向所述草甸固定架(31)提供细水雾，所述热电偶(33)设置在所述草甸固定架(31)下方，所述热射热流计(34)安装在所述顶杆(12)上，两组所述摄像机及热像仪(35)分别置于所述支撑固定部件(1)外侧并且正对所述草甸固定架(31)放置。
2.根据权利要求1所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述支撑板安装部件(15)包括固定滑块(151)、固定螺栓(152)、伸缩杆(153)、旋转螺栓(154)和固定块(155)，所述固定滑块(151)通过所述固定螺栓(152)安装在所述支撑固定部件(1)的所述竖杆(13)上，所述伸缩杆(153)的上端与所述固定滑块(151)相连接，所述伸缩杆(153)的下端通过所述旋转螺栓(154)与所述固定块(155)相连接，所述固定块(155)用于固定所述支撑板(14)。
3.根据权利要求1所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述支撑固定部件(1)的两根所述顶杆(12)上各设置有若干热射热流计固定架(121)和一个水雾喷头固定架(122)，所述热射热流计固定架(121)用于安装所述热射热流计(34)，所述水雾喷头固定架(122)用于安装所述水雾喷头(321)；在所述支撑固定部件(1)的相对的两根所述底杆(11)上设置有长度标尺(111)；在所述支撑固定部件(1)的侧面或/和底面或/和顶面上设置有加固杆件(16)。
4.根据权利要求1所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述供水系统(21)包括供水管(211)、水流控制阀(212)、水泵(213)和供水水箱(214)，所述供水管(211)用于给所述降雨模拟及湿度测量部件(22)提供模拟降雨，所述供水管(211)通过所述水流控制阀(212)和所述水泵(213)连接于所述供水水箱(214)底部。
5.根据权利要求1所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述降雨模拟及湿度测量部件(22)包括固定框架(221)、泥土托盘(222)和探头布置板(223)，所述固定框架(221)的顶部设置有若干降水孔(2211)，所述降水孔(2211)与所述供水管(211)相连通，用于模拟降雨；所述固定框架(221)的一个侧部设置有若干探头孔(2212)；所述泥土托盘(222)上设置有泥土质量传感器(2221)，所述泥土托盘(222)放置在所述固定框架(221)内；所述探头布置板(223)上设置有若干湿度探头(2231)，所述湿度探头(2231)可穿过所述探头孔(2212)。
6.根据权利要求5所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述降雨模拟及湿度测量部件(22)还包括多片防滑挡片(224)，多片所述防滑挡片(224)固定于所述固定框架(221)的下部，用于将所述固定框架(221)放置在所述支撑板(14)上不会滑动；所述探头布置板(223)还包括固定勾手(2232)，所述固定勾手(2232)将所述探头布置板(223)固定于所述固定框架(221)一侧。
7.根据权利要求5或者6所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述泥石流斜坡槽道(23)包括泥石流槽道(231)、防漏挡板(232)、槽道压片(233)、泥石流托盘(234)和泥石流质量传感器(235)，所述泥石流质量传感器(235)设置在所述泥石流托盘(234)中部，所述泥石流托盘(234)放置在所述泥石流槽道(231)上，所述泥石流槽道(231)通过所述槽道压片(233)与所述泥土托盘(222)相对接设置；
所述泥石流收集部件(24)包括泥石流收集槽(241)、收集部压片(242)、泥石流收集托盘(243)和泥石流收集质量传感器(244)，所述泥石流收集槽(241)通过所述收集部压片(242)与所述泥石流槽道(231)相对接设置，所述泥石流收集质量传感器(244)设置在所述泥石流收集托盘(243)中部，所述泥石流收集托盘(243)放置在所述泥石流收集槽(241)内。
8.根据权利要求1所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述火灾演化分析模块(3)的所述草甸固定架(31)包括草甸防滑网(311)和固定架卡扣(312)，所述草甸防滑网(311)通过所述固定架卡扣(312)固定在所述支撑板(14)上，所述草甸防滑网(311)用于放置用于模拟的草甸。
9.根据权利要求3所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述火灾演化分析模块(3)的所述水雾系统(32)包括水雾喷头(321)、水雾水箱(322)、安全阀(323)、压力讯号器(324)、启动瓶(325)和氮气瓶(326)，
所述水雾喷头(321)安装在所述水雾喷头固定架(122)上，所述水雾喷头(321)通过管道与所述水雾水箱(322)相连接，所述安全阀(323)设置在所述水雾喷头(321)与所述水雾水箱(322)之间的管道上，所述压力讯号器(324)通过讯号控制线路与所述安全阀(323)、所述启动瓶(325)和所述氮气瓶(326)相连接，所述启动瓶(325)和所述氮气瓶(326)与所述水雾水箱(322)通过管路相连接。
10.根据权利要求9所述的古镇林区灾害演化分析模拟装置，其特征在于，所述火灾演化分析模块(3)还包括热电偶支撑架(331)，所述热电偶支撑架(331)通过热电偶架支柱(3311)将热电偶固定网(3312)设在所述支撑板(14)下方的所述支撑固定部件(1)上，所述热电偶(33)固定在所述热电偶固定网(3312)上。
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