CN114323558B - 河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置及其模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置及其模拟方法，包括水槽、滑坡模拟机构、推移质输送机构、造波机构、供水机构、降雨机构和检测机构；水槽包括第一水槽和第二水槽，第一水槽与第二水槽连通，第一水槽的底部和第二水槽的底部分别设有水流量传感器，第二水槽内设有人工边坡，人工边坡内设有应力与含水量传感器，降雨机构位于人工边坡上方，供水机构用以为第一水槽、第二水槽和降雨机构供水；推移质输送机构位于第一水槽的一侧，推移质输送机构用以将砂体输送至第一水槽内，造波机构安装于第一水槽或第二水槽内，造波机构用以提供不同大小和方向的波浪；滑坡模拟机构位于第二水槽的一侧，滑坡模拟机构用以模拟滑坡的过程。
Description
技术领域
本发明涉及近海岸工程防灾减灾技术领域，特别涉及一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置及其模拟方法。
背景技术
近海岸水灾害对海洋土木工程的安全运行具有重要影响。河流入海口地带通常近海岸工程结构、建筑等分布较多，因此，水灾害的防控尤其重要。近海岸地带的水灾害种类繁多，例如高强度降水诱发近海岸滑坡、近海岸及海底滑坡诱发海啸波、潮汐等均是常见的增加近海岸工程安全风险的自然现象。此外，相较于常规的海岸线区域，河流入海口地带则需要额外考虑河流入海的影响，尤其是河流汇入海口后，河流与海水的密度差导致的异重流现象。因此，专门针对河流入海口地带的地貌特征，设计一种可以实现多种相关水灾害的一体化模拟，且考虑河流与海水交汇导致的异重流现象的试验装置对灾害防控极具必要性。
在室内对水灾害的发生过程进行模拟，实现对未发生灾害的提前模拟，并且再现已发生的灾害的物理过程，不仅可以通过控制变量定量分析各影响因素在灾害风险中的影响，而且是水灾害理论机理研究的必要步骤。基于水灾害研究的重要性，研究学学者们通常针对某种灾害的物理模型搭建试验平台，但是由于灾害种类多且物理过程复杂，每项单一工况都需搭建相应的平台，使得试验研究的成本较高，且不同的试验设计方案间均有重复部分，造成部分区间的重复搭建，从而造成浪费。河流入海口地带的水灾害类型繁多且复杂，不仅包括高强度降水诱发近海岸滑坡、近海岸及海底滑坡诱发海啸波、潮汐等常见灾害，而且需要额外考虑河流与海水交汇密度差导致的异重流，两种及以上灾害同时发生时，造成的叠加效果往往远超单一灾害分别发生，而现有的试验装置无法考虑叠加效果，更无法实现同一尺度内的一体化模拟。
因此，为实现全面的河流入海口地带的水灾害模拟，需考虑以下需求：(1)在研究水灾害的同时，考虑河流与海水交汇的密度差导致的异重流现象；(2)在同一装置内可以实现高强度降水诱发近海岸滑坡、近海岸及海底滑坡诱发海啸波、潮汐等多项近海岸水灾害的模拟，减少试验平台搭建的浪费情况；(3)河流与海水交汇的密度差导致的异重流及上述自然灾害的叠加模拟。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，可以实现高强度降水诱发近海岸滑坡、近海岸及海底滑坡诱发海啸波、潮汐等多项近海岸水灾害的模拟，减少试验平台搭建的浪费情况；同时还可实现河流与海水交汇的密度差导致的异重流及上述自然灾害的叠加模拟。
本发明的另一目的在于，提供一种上述河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的模拟方法。
本发明的技术方案为：一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，包括水槽、滑坡模拟机构、推移质输送机构、造波机构、供水机构、降雨机构和检测机构；
所述水槽包括第一水槽和第二水槽，第一水槽与第二水槽连通，第一水槽的底部和第二水槽的底部分别设有水流量传感器，第二水槽内设有人工边坡，人工边坡内设有应力与含水量传感器，降雨机构位于人工边坡上方，降雨机构用以模拟降雨，供水机构用以为第一水槽、第二水槽和降雨机构供水；
所述推移质输送机构位于第一水槽的一侧，推移质输送机构用以将砂体输送至第一水槽内，推移质输送机构的砂体出口位于第一水槽内；
所述造波机构安装于第一水槽或第二水槽内，造波机构用以提供不同大小和方向的波浪；
所述滑坡模拟机构位于第二水槽的一侧，滑坡模拟机构用以模拟人工边坡滑坡的过程，滑坡模拟机构的滑坡材料排出口位于第二水槽内；
所述检测机构包括高速相机和激光发射组件，高速相机用以对第一水槽、第二水槽和人工边坡进行拍摄，所述激光发射组件位于第一水槽或第二水槽下方，激光发射组件发射出的激光经横向扩散后朝第一水槽或第二水槽照射。
进一步，所述推移质输送机构包括储砂箱、传输导管和缓冲板，储砂箱的底部设有开口，开口处设有电动开关，传输导管的一端与开口连通，另一端与缓冲板连接，缓冲板位于第一水槽内，缓冲板朝第一水槽倾斜设置，所述缓冲板上分布有多个分隔柱。
进一步，所述造波机构包括造波器和消波板，造波器位于第一水槽内，消波板安装于第二水槽的底部，造波器用以提供规则波、非线性波或单向不规则波，消波板用以消除波浪能量。
进一步，所述滑坡模拟机构包括支架、斜坡板和控制门，所述支架位于第二水槽的一侧，斜坡板与支架连接，斜坡板朝第二水槽倾斜设置，斜坡板的出口位于第二水槽内，控制门安装于斜坡板的坡面，控制门用以拦截斜坡板上的滑坡材料。
进一步，所述降雨机构包括多根降水管、多个喷头和多个控制阀门，供水机构与多根降水管连接，多根降水管并列设置，每根降水管上分布有多个喷头和多个控制阀门，喷头朝向人工边坡，多个控制阀门分别位于多个喷头之间。
进一步，所述供水机构包括多个储水箱和连接管道，多个储水箱通过连接管道与第一水槽、第二水槽和降雨机构连接，连接管道上设有水泵和流量计。
进一步，所述高速相机包括第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，第一相机正对第一水槽，第二相机和第三相机正对第二水槽，第四相机正对人工边坡的坡面。
进一步，所述激光发射组件包括底座、激光发射器、反光镜、聚光凸透镜和三角透镜，所述底座放置于第一水槽或第二水槽下方，激光发射器、聚光凸透镜、反光镜和三角透镜均固定于底座上，激光发射器、聚光凸透镜和反光镜依次位于同一直线上，反光镜倾斜设置，三角透镜位于反光镜上方，激光发射器发射的激光经过聚光凸透镜到达反光镜，反光镜将激光反射至三角透镜，三角透镜朝向第一水槽或第二水槽。
进一步，还包括排水机构，所述排水机构包括蓄水箱、回水斜槽、沉砂槽和槽底封板，回水斜槽、沉砂槽和蓄水箱分别开设于第二水槽的底部，回水斜槽和沉砂槽均与第二水槽连通，回水斜槽设有回水斜槽盖板，回水斜槽盖板密封回水斜槽，回水斜槽与沉砂槽连通，沉砂槽设有沉砂槽盖板，沉砂槽盖板密封沉砂槽，沉砂槽与蓄水箱连通，沉砂槽用以过滤砂土，槽底封板盖设于回水斜槽盖板和沉砂槽盖板上方。
本发明的另一技术方案为：上述河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的模拟方法，在第一水槽的底部铺设砾石，砾石用以模拟河道底部的泥沙，通过供水机构往第一水槽和第二水槽内加水；
当进行异重流试验时，推移质输送机构将砂体输送至第一水槽内，并通过高速相机对砂体进入第一水槽后的运动过程进行记录；
当进行近海岸滑坡及近海岸滑坡诱发海啸波试验时，启动降雨机构对人工边坡进行降雨，通过人工边坡内的多个应力与含水量传感器记录边坡失稳过程，并通过高速相机和激光发射组件对降雨导致的近海岸滑坡和近海岸滑坡诱发海啸波过程进行记录；
当进行海底滑坡诱发海啸波试验时，滑坡材料的初始位置位于水面之下，并通过高速相机对滑坡材料运动引发的水面波动进行记录；
当进行潮汐模拟试验时，通过造波机构提供不同大小和方向的波浪来使第一水槽和第二水槽内的水波动，模拟潮汐，并通过高速相机对潮汐过程进行记录。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，在考虑河流入海两相密度差导致的异重流的情况下，实现高强度降水诱发近海岸滑坡、近海岸及海底滑坡诱发海啸波、潮汐等多种近海岸水灾害相关的自然现象一体化模拟，不仅可以展开多物理过程耦合叠加效应的一体化试验分析，而且可以降低单一类型水灾害模拟的试验平台搭建成本。此外，该装置基于同样的尺寸效应设计，可以在同尺度下对河流入海口地带的多类型水灾害对于近海岸海洋土木工程的影响展开研究。
附图说明
图1为本发明的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的正视图。
图2为本发明的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的俯视图。
图3为本发明的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的侧视图。
图4为图1中A部分的放大图。
图5为图2中B部分的放大图。
图6为传输导管和缓冲板的连接示意图。
1为第二水槽、2为第一水槽，3为人工边坡、4为电动阀门、5为支撑柱、6为角钢、7为斜坡板、8为支架，9为控制门、10为储砂箱、11为传输导管、12为电动开关、13为缓冲板、14为储水箱、15为连接管道、16为水泵、17为流量计、19为蓄水箱、20为应力与含水量传感器、21为水流量传感器、221为第一相机、222为第二相机、223为第三相机、224为第四相机、23为造波器、24为消波板、25为降水管、26为喷头、27为控制阀门、28为回水管、29为上水管、30为溢流板、31为回水斜槽、32为槽底封板、33为沉砂槽、34为沉砂槽盖板、35为回水斜槽盖板、36为临时隔板、37为出水口、38为激光发射器、39为反光镜、40为聚光凸透镜、41为三角透镜、42为固定架、43为底座、44为分隔柱。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例提供了一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，包括水槽、滑坡模拟机构、推移质输送机构、供水机构、降雨机构、检测机构和排水机构。
水槽包括第一水槽2和第二水槽1，第一水槽和第二水槽的底面设有多个支撑柱5，第一水槽与第二水槽连通，第一水槽的底部和第二水槽的底部分别设有水流量传感器21，水流量传感器压力为0.01MPa～0.02MPa，工作水流量为3～5L/min，第二水槽的四周分别设有出水口37和出水泵。第一水槽和第二水槽均采用钢化玻璃材料制成，并通过角钢6进行加固，第一水槽长度为7m～9m、宽度为0.4m～0.8m、高度为0.6m～0.8m，壁厚为1cm～2cm，第二水槽的长度为3m～4m、宽度为0.8～1.2m、高度为1m～1.2m、壁厚为1cm～2cm，第一水槽和第二水槽之间设有电动阀门4，电动阀门用以实现第一水槽与第二水槽的连通或封闭。
人工边坡3位于第二水槽内，人工边坡内埋设有应力与含水量传感器20，人工边坡采用透明砂土堆砌而成，其坡度和坡高可根据需求堆砌，坡度为25°-60°，坡高为0.3m-0.8m。
排水机构包括蓄水箱19、回水斜槽31、沉砂槽33、槽底封板32、溢流板30和临时隔板36，回水斜槽、沉砂槽和蓄水箱分别开设于第二水槽的底部，回水斜槽和沉砂槽均与第二水槽连通，回水斜槽设有回水斜槽盖板35，回水斜槽盖板密封回水斜槽，回水斜槽与沉砂槽连通，沉砂槽设有沉砂槽盖板34，沉砂槽盖板密封沉砂槽，沉砂槽与蓄水箱连通，沉砂槽用以过滤砂土，槽底封板盖设于回水斜槽盖板和沉砂槽盖板上方。蓄水箱通过回水管和上水管分别与第一水槽和第二水槽连通，上水管上设有水泵，通过设置回水管28和上水管29，方便蓄水箱内的水进行循环利用。溢流板30可拆卸地安装于第一水槽的两侧，第二水槽的出水口位于溢流板的外侧，通过使用不同高度的溢流板，可调节第二水槽内的水位高度，临时隔板36可拆卸地安装于第二水槽内，可将第二水槽的宽度减小，适应不同的试验需求。
推移质输送机构位于第一水槽的一侧，推移质输送机构用以将砂体输送至第一水槽内，推移质输送机构的砂体出口位于第一水槽内，推移质输送机构包括储砂箱10、传输导管11和缓冲板13，储砂箱的底部设有开口，开口处设有电动开关12，传输导管的一端与开口连通，另一端与缓冲板连接，缓冲板位于第一水槽内，缓冲板朝第一水槽倾斜设置，缓冲板与水平面的角度为30°-60°，储砂箱为不锈钢箱，容积为10L-20L，传输导管为PVC管，长度为1m-1.5m，缓冲板上分布有多个分隔柱44，分隔柱使异重流在输入的过程中保持均匀缓冲。储砂箱中加满粒径为0.1mm-5mm的泥沙。
滑坡模拟机构包括支架8、斜坡板7和控制门9，支架位于第二水槽的一侧，支架为可调节高度的支架，调节高度范围0.5m～2m；斜坡板与支架连接，斜坡板朝第二水槽倾斜设置，斜坡板与水平面之间的角度为30°-50°，斜坡板的出口位于第二水槽内，控制门安装于斜坡板的坡面，控制门用以拦截斜坡板上的滑坡材料，可根据试验需求调节控制门的高度。滑坡材料放置于控制门的后方，控制门通过气动控制，能够以2.5m/s的速度迅速开启。斜坡板的宽度为0.2m～0.4m，长度为1.5m～2m，斜坡板为U型PVC板，在本实施例中，支架的高度为0.8m，斜坡板与水平面之间的角度为30°，斜坡板的宽度为0.4m，长度为1.6m。预制滑坡材料，结合滑坡中固体物质实际比例缩放，预制密度为800kg/m3～5000kg/m3，直径范围为2mm～10mm的球形颗粒，选定1～3种(本实施例为3种)透明玻璃颗粒作为模拟滑坡中的颗粒，并将颗粒与水混合以模拟滑坡的滑体；或者预制浓度为1.5％～3.0％的卡波普。
降雨机构位于人工边坡上方，降雨机构包括多根降水管25、多个喷头26和多个控制阀门27，供水机构与多根降水管连接，多根降水管并列设置，每根降水管上分布有多个喷头和多个控制阀门，喷头朝向人工边坡，多个控制阀门分别位于多个喷头之间。降水管为不锈钢管，直径为8cm～10cm，相邻两个降水管之间的间距为30cm～40cm，降水管上相邻两个喷头之间的间距为40-50cm，每根降水管上设有3-5个控制阀门，可实现不同范围和不同雨量的降雨模拟。
供水机构为第一水槽、第二水槽和降雨机构供水，供水机构包括多个储水箱14和连接管道15，多个储水箱通过连接管道与第一水槽、第二水槽和降雨机构连接，连接管道上设有水泵16和流量计17，供水机构包括两个储水箱14，两个储水箱分别通过连接管道与第一水槽和第二水槽连通。两个储水箱高为1.2m～1.5m，长为0.8m～1.2m，宽为0.5m～0.8m，悬挂式水箱长0.3m～0.5m，宽0.3m～0.5m，高0.5m～0.8m，连接管道为不锈钢管，直径为10cm～15cm，水泵的型号为直立式不锈钢泵，最大流量60L/min～80L/min，流量计为内置锂电池的智能流量计，工称压力为1.2MPa～1.6MPa。
检测机构包括高速相机和激光发射组件，高速相机用以对第一水槽、第二水槽和人工边坡进行拍摄，激光发射组件位于第一水槽或第二水槽下方，激光发射组件发射出的激光经横向扩散后朝第一水槽或第二水槽照射。
高速相机包括第一相机221、第二相机222、第三相机223和第四相机224，第二水槽包括第一腔体和第二腔体，人工边坡位于第二水槽内，第一相机正对第一水槽，拍摄区域为整个第一水槽，用以记录推移质的进入水槽后的运动过程，第二相机正对第一腔体，用以记录潮汐和滑坡材料运动引发的水面波动过程，第三相机正对第二腔体，拍摄区域为整个人工边坡，用以记录高强度降水诱发近海岸边坡失稳及滑坡形成过程，第四相机正对人工边坡的坡面，用以记录人工边坡滑坡过程。四台高速相机均通过数据线连接PC机，高速相机是最高拍摄频率为400fps的彩色相机。
激光发射组件包括底座43、激光发射器38、反光镜39、聚光凸透镜40和三角透镜41，底座为可移动底座，底座放置于第一水槽或第二水槽下方，激光发射器、聚光凸透镜、反光镜和三角透镜均固定于底座上，激光发射器、聚光凸透镜和反光镜依次位于同一直线上，反光镜倾斜设置，反光镜通过固定架42与底座连接，三角透镜位于反光镜上方，激光发射器发射的激光经过聚光凸透镜到达反光镜，反光镜将激光反射至三角透镜，三角透镜朝向第一水槽或第二水槽。在本实施例中，第一水槽和第二水槽的下方均设有激光发射组件，激光发射器为绿色激光，功率4KW～10KW，聚光凸透镜焦距为40mm～60mm，用于对激光光束的聚焦，反光镜用以对激光光束进行反射，三角透镜扩散角度为30°～60°，用于对激光光束横向扩散，激光开启后激光光束可依次经过聚光凸透镜、反光镜和三角透镜照射水槽，在水槽中横向照射范围为高速相机的拍摄区域，pc机用于接收各传感器数据及高速相机图像。
造波机构包括造波器和消波板，造波器位于第一水槽内，消波板安装于第二水槽的底部，造波器用以提供规则波、非线性波或单向不规则波，消波板用以消除波浪能量。在本实施例中，造波器可沿第一水槽前后移动，造波器采用推板式造波器，设计最大波高0.1m～0.2m，波的周期为0.8秒～4秒，提供规则波、非线性波和单向不规则波，有正反向循环水流，并可以根据触摸屏输入控制推板行程以及推板的时间进行不同波形演示。消波板长40cm～60cm，宽20cm～30cm。
上述河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的模拟方法，在第一水槽的底部铺设砾石，砾石用以模拟河道底部的泥沙，通过供水机构往第一水槽和第二水槽内加水；
当进行异重流试验时，推移质输送机构将砂体输送至第一水槽内，并通过高速相机对砂体进入第一水槽后的运动过程进行记录；
当进行近海岸滑坡及近海岸滑坡诱发海啸波试验时，启动降雨机构对人工边坡进行降雨，通过人工边坡内的多个应力与含水量传感器记录边坡失稳过程，并通过高速相机和激光发射组件对降雨导致的近海岸滑坡和近海岸滑坡诱发海啸波过程进行记录；
当进行海底滑坡诱发海啸波试验时，滑坡材料的初始位置位于水面之下，并通过高速相机对滑坡材料运动引发的水面波动进行记录；
当进行潮汐模拟试验时，通过造波机构提供不同大小和方向的波浪来使第一水槽和第二水槽内的水波动，模拟潮汐，并通过高速相机对潮汐过程进行记录。
在本实施例中，首先在第一水槽的底部铺设砾石，砾石用以模拟河道底部的泥沙，通过供水机构往第一水槽和第二水槽内加水，并设置好溢流板的高度，为规避尺寸效应，水位应不低于20cm，在本实施例中，水位为25cm，当达到预设水位时，打开第二水槽的出水口及出水泵，使第二水槽内水位保持不变，当进行异重流试验时，打开储砂箱的电动开关，使得储砂箱以固定的输砂效率，模拟河道推移质运动，开启第一相机和激光发射组件，第一相机进行快速捕捉拍照泥沙入水后的运动过程。试验结束关闭电动开关。
当进行近海岸滑坡及近海岸滑坡诱发海啸波试验时，启动降雨机构对人工边坡进行降雨，人工边坡在降雨情况下会形成滑坡、塌陷和流失，通过人工边坡内的多个应力与含水量传感器记录边坡失稳过程，根据水流量传感器来选择降水量的大小，启动第三相机、第四相机和激光发射组件，第三相机用以记录高强度降水诱发近海岸边坡失稳、滑坡形成过程及近海岸滑坡诱发海啸波过程，第四相机记录近海岸滑坡过程，试验结束关闭降雨机构。
当进行潮汐模拟试验时，通过造波机构提供不同大小和方向的波浪来使第一水槽和第二水槽内的水波动，模拟潮汐，并通过高速相机对潮汐过程进行记录。打开造波器，并调试水面波浪形态至海啸波，通过第二相机记录水面波形，调试结束后，关闭造波器。
当进行海底滑坡诱发海啸波试验时，先进行第一组试验，将300g滑坡材料放置于控制门后面，并使滑坡材料的初始位置位于水面之下，通过气动控制可使控制门以2.5m/s的速度迅速开启，通过第二相机对滑坡材料运动引发的水面波动进行快速捕捉。试验结束后，停止第一水槽和第二水槽的供水，关闭出水口及出水泵，清洗第一水槽及第二水槽，将槽底盖板打开，打开回水斜槽盖板，将砂土和水通过回水斜槽进入沉砂槽，沉砂槽将砂土过滤拦截，水回到蓄水箱中供循环使用，排光水后，打开沉砂槽盖板，取出砂体。
进行第二组试验时，首先在第一水槽的底部铺设砾石，砾石用以模拟河道底部的泥沙，通过供水机构往第一水槽和第二水槽内加水，达到预设水位时，打开第二水槽的出水口及出水泵，使第二水槽内水位保持不变，将400g滑坡材料放置于控制门后面，并使滑坡材料的初始位置位于水面之下，通过气动控制可使控制门以2.5m/s的速度迅速开启，通过第二相机对滑坡材料运动引发的水面波动进行快速捕捉。试验结束后，停止第一水槽和第二水槽的供水，关闭出水口及出水泵，清洗第一水槽及第二水槽，将槽底盖板打开，打开回水斜槽盖板，将砂土和水通过回水斜槽进入沉砂槽，沉砂槽将砂土过滤拦截，水回到蓄水箱中供循环使用，排光水后，打开沉砂槽盖板，取出砂体。
进行第三组试验至第九组试验时，滑坡材料的重量分别为500g、600g、700g、800g、900g、1000g。
第十组至第二十组保持滑坡材料重量500g不变，通过电动开关根据情况调节输沙速率，并做试验记录，基于观测拍摄到的图像、视频信息，利用图像处理技术分析，获得滑坡材料质量对滑坡冲击水面后水面浪形变化规律及特征。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (7)
1.一种河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，包括水槽、滑坡模拟机构、推移质输送机构、造波机构、供水机构、降雨机构和检测机构；
所述水槽包括第一水槽和第二水槽，第一水槽与第二水槽连通，第一水槽的底部和第二水槽的底部分别设有水流量传感器，第二水槽内设有人工边坡，人工边坡内设有应力与含水量传感器，降雨机构位于人工边坡上方，降雨机构用以模拟降雨，供水机构用以为第一水槽、第二水槽和降雨机构供水；
所述推移质输送机构位于第一水槽的一侧，推移质输送机构用以将砂体输送至第一水槽内，推移质输送机构的砂体出口位于第一水槽内；
所述造波机构安装于第一水槽或第二水槽内，造波机构用以提供不同大小和方向的波浪；
所述滑坡模拟机构位于第二水槽的一侧，滑坡模拟机构用以模拟人工边坡滑坡的过程，滑坡模拟机构的滑坡材料排出口位于第二水槽内；
所述检测机构包括高速相机和激光发射组件，高速相机用以对第一水槽、第二水槽和人工边坡进行拍摄，所述激光发射组件位于第一水槽或第二水槽下方，激光发射组件发射出的激光经横向扩散后朝第一水槽或第二水槽照射；
所述推移质输送机构包括储砂箱、传输导管和缓冲板，储砂箱的底部设有开口，开口处设有电动开关，传输导管的一端与开口连通，另一端与缓冲板连接，缓冲板位于第一水槽内，缓冲板朝第一水槽倾斜设置，所述缓冲板上分布有多个分隔柱；
所述滑坡模拟机构包括支架、斜坡板和控制门，所述支架位于第二水槽的一侧，斜坡板与支架连接，斜坡板朝第二水槽倾斜设置，斜坡板的出口位于第二水槽内，控制门安装于斜坡板的坡面，控制门用以拦截斜坡板上的滑坡材料；
所述激光发射组件包括底座、激光发射器、反光镜、聚光凸透镜和三角透镜，所述底座放置于第一水槽或第二水槽下方，激光发射器、聚光凸透镜、反光镜和三角透镜均固定于底座上，激光发射器、聚光凸透镜和反光镜依次位于同一直线上，反光镜倾斜设置，三角透镜位于反光镜上方，激光发射器发射的激光经过聚光凸透镜到达反光镜，反光镜将激光反射至三角透镜，三角透镜朝向第一水槽或第二水槽。
2.根据权利要求1所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，所述造波机构包括造波器和消波板，造波器位于第一水槽内，消波板安装于第二水槽的底部，造波器用以提供规则波、非线性波或单向不规则波，消波板用以消除波浪能量。
3.根据权利要求1所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，所述降雨机构包括多根降水管、多个喷头和多个控制阀门，供水机构与多根降水管连接，多根降水管并列设置，每根降水管上分布有多个喷头和多个控制阀门，喷头朝向人工边坡，多个控制阀门分别位于多个喷头之间。
4.根据权利要求1所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，所述供水机构包括多个储水箱和连接管道，多个储水箱通过连接管道与第一水槽、第二水槽和降雨机构连接，连接管道上设有水泵和流量计。
5.根据权利要求1所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，所述高速相机包括第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，第一相机正对第一水槽，第二相机和第三相机正对第二水槽，第四相机正对人工边坡的坡面。
6.根据权利要求1所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置，其特征在于，还包括排水机构，所述排水机构包括蓄水箱、回水斜槽、沉砂槽和槽底封板，回水斜槽、沉砂槽和蓄水箱分别开设于第二水槽的底部，回水斜槽和沉砂槽均与第二水槽连通，回水斜槽设有回水斜槽盖板，回水斜槽盖板密封回水斜槽，回水斜槽与沉砂槽连通，沉砂槽设有沉砂槽盖板，沉砂槽盖板密封沉砂槽，沉砂槽与蓄水箱连通，沉砂槽用以过滤砂土，槽底封板盖设于回水斜槽盖板和沉砂槽盖板上方。
7.一种基于权利要求1-6任一所述的河流入海口地带水灾害一体化试验模拟装置的模拟方法，其特征在于，在第一水槽的底部铺设砾石，砾石用以模拟河道底部的泥沙，通过供水机构往第一水槽和第二水槽内加水；
当进行异重流试验时，推移质输送机构将砂体输送至第一水槽内，并通过高速相机对砂体进入第一水槽后的运动过程进行记录；
当进行近海岸滑坡及近海岸滑坡诱发海啸波试验时，启动降雨机构对人工边坡进行降雨，通过人工边坡内的多个应力与含水量传感器记录边坡失稳过程，并通过高速相机和激光发射组件对降雨导致的近海岸滑坡和近海岸滑坡诱发海啸波过程进行记录；
当进行海底滑坡诱发海啸波试验时，滑坡材料的初始位置位于水面之下，并通过高速相机对滑坡材料运动引发的水面波动进行记录；
当进行潮汐模拟试验时，通过造波机构提供不同大小和方向的波浪来使第一水槽和第二水槽内的水波动，模拟潮汐，并通过高速相机对潮汐过程进行记录。
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