CN115637673B - 一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，属于坝体溃决技术领域，该冰湖溃决试验装置包括冰湖模拟组件和冰崩涌浪组件。多个模拟手段控制冰崩滑块的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度。冰崩涌浪形成时，冰崩滑块以较大的速度冲入冰湖内，冰崩首先沿滑动方向上推动水体运动，此时形成第一阵涌浪，在惯性作用下冰崩继续向湖底运动，并在冰崩体背面排开一定量水体，滑坡体运动带动周围水体快速向该区域汇集，并形成第二阵涌浪。涌浪波以入水点为中心，向四周演进。精确模拟现实冰崩涌浪的形成、演进、衰减规律，提供理论依据，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

Description

一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置

技术领域

本申请涉及坝体溃决技术领域，具体而言，涉及一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置。

背景技术

全球气候变暖背景下，一些高寒山区冰湖库容增加且溃决事件频发，冰碛湖溃决时湖水携带大量溃口附近的冰碛物沿河道沟谷高速向下游运移，危害沿岸及下游居民的生命财产安全。现有的方法是通过收集冰碛湖泥石流体积和淹没危害区面积、冰碛湖泥石流体积与堆积区的横断面积等数据，计算研究冰碛湖泥石流的危害的范围。

然而，不同于常规的滑坡泥石流，冰崩滑坡体的密度普遍小于冰湖水的密度，冰崩滑坡体冲击冰湖时，会在浮力作用下浮起，从而引起的冰湖涌浪的激发，冰崩涌浪会造成冰碛坝的溢流溃决，现有装置对冰崩激发条件下涌浪的形成、演进、衰减规律以及涌浪作用下坝体的溃决过程与机理研究并不深入。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，模拟冰湖湖底的地形变化并沉淀收集冰碛坝残余泥浆，且模拟冰湖周侧冰崩的边坡通道；通过密度低的滑块模拟冰崩滑体，并控制冰崩的体积和控制冲击冰湖的时间；。

本申请是这样实现的：

本申请提供了一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置包括冰湖模拟组件和冰崩涌浪组件。

所述冰湖模拟组件包括冰湖池、围挡、冰崩池、冰崩架和翻转缸，所述围挡设置于所述冰湖池周侧，所述冰崩池设置于所述冰湖池周侧，所述冰崩架下端转动连接于所述冰崩池内，所述翻转缸缸身转动连接于所述冰崩池内，所述翻转缸活塞杆一端转动连接于所述冰崩架上端，所述冰崩涌浪组件包括引导架、冰崩滑块、悬引轮架、限位缸、牵引轴、牵引电机、牵引绳和阻尼器，所述引导架搭接于所述冰崩架上，所述冰崩滑块滑动于冰崩架表面，所述悬引轮架设置于所述冰崩滑块上，所述悬引轮架滑动于所述引导架表面，所述限位缸缸身设置于所述引导架上，所述限位缸活塞杆一端朝向所述悬引轮架内，所述牵引轴转动连接于所述冰崩架一端，所述牵引电机机身设置于所述冰崩架一端，所述牵引电机传动于所述牵引轴，所述牵引绳一端缠绕于所述牵引轴表面，所述牵引绳另一端固定于其中一个所述冰崩滑块上，所述阻尼器缸身设置于所述冰崩滑块下端内，所述阻尼器活塞杆一端朝向所述冰崩滑块。

在本申请的一种实施例中，所述冰湖池下端连通设置有沉降池，所述沉降池下端连通设置有排口。

在本申请的一种实施例中，所述围挡内开设有线缆槽，所述围挡周侧设置有支腿。

在本申请的一种实施例中，所述冰崩架上设置有挡板，其中一个所述阻尼器活塞杆一端朝向所述挡板。

在本申请的一种实施例中，所述冰崩架内均匀设置有冰崩滑轨，所述冰崩滑块滑动于所述冰崩滑轨表面。

在本申请的一种实施例中，所述悬引轮架上均匀转动设置有悬引滑轮，所述引导架周侧设置有引导滑轨，所述悬引滑轮滑动贯穿于所述引导滑轨内。

在本申请的一种实施例中，所述限位缸活塞杆一端设置有限位卡板，所述限位卡板朝向所述悬引轮架内。

在本申请的一种实施例中，其中一个所述冰崩滑块上设置有拉绳牵座，所述牵引绳另一端缠绕于所述拉绳牵座内。

在本申请的一种实施例中，所述冰崩滑块上均匀设置有滑沟座，所述牵引绳滑动贯穿于所述滑沟座内。

在本申请的一种实施例中，所述牵引轴上固定套接有拉线轮，所述牵引绳一端缠绕于所述拉线轮表面。

在本申请的一种实施例中，所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置还包括溃决模拟组件和泄流监测组件。

所述溃决模拟组件包括闸立架、横撑架、丝杠、环闸门和闸门电机，所述闸立架搭接于所述冰湖池上，所述横撑架设置于所述闸立架之间，所述丝杠转动连接于所述横撑架和所述闸立架之间，所述环闸门滑动贯穿于所述闸立架之间，所述环闸门传动套接于所述丝杠表面，所述闸门电机机身设置于所述闸立架上端，所述闸门电机输出端传动于所述丝杠，所述泄流监测组件包括泄流池、泄流导柱、泄流门、泄流缸、摄像头和压力传感器，所述泄流池设置于所述冰湖池上，所述泄流导柱设置于所述泄流池内，所述泄流门滑动套接于所述泄流导柱表面，所述泄流缸缸身设置于所述泄流池上，所述泄流缸活塞杆一端设置于所述泄流门上，所述摄像头分别设置于所述横撑架上、所述围挡上和所述泄流门上，所述压力传感器分别设置于所述围挡上和所述泄流池上。

在本申请的一种实施例中，所述闸立架内均匀转动设置有导引轮，所述环闸门滑动贯穿于所述导引轮，所述闸立架上端设置有安装座，所述闸门电机机身设置于所述安装座上。

在本申请的一种实施例中，所述泄流池顶部搭接有第一座板，所述泄流缸缸身设置于所述第一座板上，所述泄流池内固定有第二座板，所述泄流导柱设置于所述第一座板和所述第二座板之间。

在本申请的一种实施例中，所述横撑架上设置有第一转座，所述闸立架上设置有第二转座，所述丝杠转动连接于所述第一转座和所述第二转座之间。

本申请的有益效果是：本申请通过上述设计得到的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，使用时，考虑到冰湖的现实形态，冰湖多处于山涧沟谷之中，冰碛坝位于下游沟谷和深入冰湖边缘的部分，冰崩滑体一般通过沟谷两侧斜坡和中心沟谷滑入冰湖，通过设置多组冰崩架模拟冰崩滑体的滑入路径，通过冰湖池底部锥面过度模拟冰湖深度的变化。通过翻转缸调整冰崩架的翻转角度，模拟现实冰崩滑面的坡度和冰崩冲击角度。悬引滑轮和引导滑轨的滑动限位，限制冰崩滑块的滑动轨迹，冰崩滑轨对冰崩滑块进行滑动支撑，模拟现实的冰崩滑体。

受限沟谷滑坡地形地貌，冰崩滑体实际的滑移速度是和实验有所区别的，传统的滑板滑块模拟时，滑块的速度难以精确控制。通过限位缸活塞杆一端深入悬引轮架，对每个冰崩滑块的下滑进行限位控制，且可以掌握具体的冰崩滑块滑移间隔时间，模拟现实冰崩滑体的连续滑入冰湖。冰崩滑块外壳由薄铁皮构成，内部加入两种密度不同的柴油和汽油，用以模拟天然条件下冰块，通过阻尼器减少冰崩滑块滑落冲击过程中产生的碰撞反弹，提高实验稳定性。牵引绳一端固定在最下端的冰崩滑块上，一端缠绕在牵引轴上，通过牵引电机的转动控制牵引绳的松绑或者牵引，实现冰崩滑块下滑速度的控制，模拟现实冰崩滑体的冲击速度。通过限位缸的伸缩控制开启冰崩滑块的滑移，实现冰崩滑体冲击规模的控制。

多个模拟手段控制冰崩滑块的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度。冰崩涌浪形成时，冰崩滑块以较大的速度冲入冰湖内，冰崩首先沿滑动方向上推动水体运动，此时形成第一阵涌浪，在惯性作用下冰崩继续向湖底运动，并在冰崩体背面排开一定量水体，滑坡体运动带动周围水体快速向该区域汇集，并形成第二阵涌浪。涌浪波以入水点为中心，向四周演进。当涌浪波到达岸边时，经反射作用向湖区运动，并与后面的涌浪波叠加，随着时间的推移逐渐衰减。冰崩滑块入水后，会再次浮出水面，从而加剧了水体的震荡，这种滑坡体与水体的相互作用能够持续很长时间。精确模拟现实冰崩涌浪的形成、演进、衰减规律，提供理论依据，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本申请实施方式提供的冰湖溃决试验装置立体结构示意图；

图2为本申请实施方式提供的冰湖模拟组件立体结构示意图；

图3为本申请实施方式提供的冰崩涌浪组件立体结构示意图；

图4为本申请实施方式提供的溃决模拟组件立体结构示意图；

图5为本申请实施方式提供的泄流监测组件立体结构示意图；

图6为本申请实施方式提供的冰湖模拟组件立体结构示意图。

图中：100-冰湖模拟组件；110-冰湖池；111-沉降池；112-排口；120-围挡；121-线缆槽；122-支腿；130-冰崩池；140-冰崩架；141-挡板；142-冰崩滑轨；150-翻转缸；300-冰崩涌浪组件；310-引导架；311-引导滑轨；320-冰崩滑块；321-拉绳牵座；322-滑沟座；330-悬引轮架；331-悬引滑轮；340-限位缸；341-限位卡板；350-牵引轴；351-拉线轮；360-牵引电机；370-牵引绳；380-阻尼器；500-溃决模拟组件；510-闸立架；511-导引轮；512-安装座；513-第二转座；520-横撑架；521-第一转座；530-丝杠；540-环闸门；550-闸门电机；700-泄流监测组件；710-泄流池；711-第一座板；712-第二座板；720-泄流导柱；730-泄流门；740-泄流缸；750-摄像头；760-压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1-图6所示，根据本申请实施例的冰湖溃决试验装置包括冰湖模拟组件100、冰崩涌浪组件300、溃决模拟组件500和泄流监测组件700。冰崩涌浪组件300安装在冰湖模拟组件100上，溃决模拟组件500安装在冰湖模拟组件100上，泄流监测组件700分别安装在冰湖模拟组件100上和溃决模拟组件500上。冰湖模拟组件100模拟冰湖湖底的地形变化并沉淀收集冰碛坝残余泥浆，且模拟冰湖周侧冰崩的边坡通道；冰崩涌浪组件300通过密度低的滑块模拟冰崩滑体，并控制冰崩的体积和控制冲击冰湖的时间；溃决模拟组件500通过闸门启闭方便环向冰碛坝的堆砌和方便环向涌浪冲击冰碛坝；泄流监测组件700对涌浪的高度和坝体溃决的变化过程进行记录，并模拟冰碛坝下游沟谷通道。

如图2-图6所示，不同于常规的滑坡泥石流，冰崩滑坡体的密度普遍小于冰湖水的密度，冰崩滑坡体冲击冰湖时，会在浮力作用下浮起，从而引起的冰湖涌浪的激发，冰崩涌浪会造成冰碛坝的溢流溃决，现有装置对冰崩激发条件下涌浪的形成、演进、衰减规律以及涌浪作用下坝体的溃决过程与机理研究并不深入。

冰湖模拟组件100包括冰湖池110、围挡120、冰崩池130、冰崩架140和翻转缸150。围挡120设置于冰湖池110周侧，围挡120与冰湖池110焊接。冰湖池110下端连通设置有沉降池111，冰湖池110与沉降池111焊接，沉降池111对冰碛坝产生的泥浆进行沉淀回收。沉降池111下端连通设置有排口112，排口112与沉降池111焊接，方便泥浆和水液的排出。围挡120内开设有线缆槽121，方便线缆的布置，围挡120周侧设置有支腿122，支腿122与围挡120栓接。冰崩池130设置于冰湖池110周侧，冰崩池130与冰湖池110焊接。冰崩架140下端转动连接于冰崩池130内，冰崩架140与冰崩池130销轴连接。翻转缸150缸身转动连接于冰崩池130内，翻转缸150与冰崩池130销轴连接。翻转缸150活塞杆一端转动连接于冰崩架140上端，翻转缸150与冰崩架140销轴连接。

冰崩涌浪组件300包括引导架310、冰崩滑块320、悬引轮架330、限位缸340、牵引轴350、牵引电机360、牵引绳370和阻尼器380。引导架310搭接于冰崩架140上，引导架310与冰崩架140栓接。冰崩滑块320滑动于冰崩架140表面，冰崩架140内均匀设置有冰崩滑轨142，冰崩滑块320滑动于冰崩滑轨142表面，具体的冰崩滑轨142与冰崩架140栓接，冰崩滑轨142上转动设置有辊轴，冰崩滑块320滑动于辊轴表面。悬引轮架330设置于冰崩滑块320上，悬引轮架330与冰崩滑块320栓接。悬引轮架330滑动于引导架310表面，悬引轮架330上均匀转动设置有悬引滑轮331，悬引滑轮331与悬引轮架330轴承连接。引导架310周侧设置有引导滑轨311，引导滑轨311与引导架310焊接。悬引滑轮331滑动贯穿于引导滑轨311内。

其中，限位缸340缸身设置于引导架310上，限位缸340与引导架310栓接。限位缸340活塞杆一端朝向悬引轮架330内，限位缸340活塞杆一端设置有限位卡板341，限位卡板341与限位缸340螺纹连接。限位卡板341朝向悬引轮架330内，具体的限制冰崩滑块320滑落和控制冰崩滑块320的滑落时间。牵引轴350转动连接于冰崩架140一端，牵引轴350与冰崩架140轴承座连接。牵引电机360机身设置于冰崩架140一端，牵引电机360与冰崩架140栓接。牵引电机360传动于牵引轴350，牵引电机360与牵引轴350联轴器连接。牵引绳370一端缠绕于牵引轴350表面，牵引轴350上固定套接有拉线轮351，拉线轮351与牵引轴350键连接。牵引绳370一端缠绕于拉线轮351表面。牵引绳370另一端固定于其中一个冰崩滑块320上。

其中，其中一个冰崩滑块320上设置有拉绳牵座321，拉绳牵座321与冰崩滑块320焊接。牵引绳370另一端缠绕于拉绳牵座321内。冰崩滑块320上均匀设置有滑沟座322，滑沟座322与冰崩滑块320焊接。牵引绳370滑动贯穿于滑沟座322内，方便冰崩滑块320的联动。阻尼器380缸身设置于冰崩滑块320下端内，阻尼器380与冰崩滑块320螺纹连接。阻尼器380活塞杆一端朝向冰崩滑块320，减少冰崩滑块320之间的碰撞震动。冰崩架140上设置有挡板141，挡板141与冰崩架140栓接。其中一个阻尼器380活塞杆一端朝向挡板141，减少冰崩滑块320和冰崩架140之间的碰撞震动。

考虑到冰湖的现实形态，冰湖多处于山涧沟谷之中，冰碛坝位于下游沟谷和深入冰湖边缘的部分，冰崩滑体一般通过沟谷两侧斜坡和中心沟谷滑入冰湖，通过设置多组冰崩架140模拟冰崩滑体的滑入路径，通过冰湖池110底部锥面过度模拟冰湖深度的变化。通过翻转缸150调整冰崩架140的翻转角度，模拟现实冰崩滑面的坡度和冰崩冲击角度。悬引滑轮331和引导滑轨311的滑动限位，限制冰崩滑块320的滑动轨迹，冰崩滑轨142对冰崩滑块320进行滑动支撑，模拟现实的冰崩滑体。

受限沟谷滑坡地形地貌，冰崩滑体实际的滑移速度是和实验有所区别的，传统的滑板滑块模拟时，滑块的速度难以精确控制。通过限位缸340活塞杆一端深入悬引轮架330，对每个冰崩滑块320的下滑进行限位控制，且可以掌握具体的冰崩滑块320滑移间隔时间，模拟现实冰崩滑体的连续滑入冰湖。冰崩滑块320外壳由薄铁皮构成，内部加入两种密度不同的柴油和汽油，用以模拟天然条件下冰块，通过阻尼器380减少冰崩滑块320滑落冲击过程中产生的碰撞反弹，提高实验稳定性。牵引绳370一端固定在最下端的冰崩滑块320上，一端缠绕在牵引轴350上，通过牵引电机360的转动控制牵引绳370的松绑或者牵引，实现冰崩滑块320下滑速度的控制，模拟现实冰崩滑体的冲击速度。通过限位缸340的伸缩控制开启冰崩滑块320的滑移，实现冰崩滑体冲击规模的控制。

多个模拟手段控制冰崩滑块320的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度。冰崩涌浪形成时，冰崩滑块320以较大的速度冲入冰湖内，冰崩首先沿滑动方向上推动水体运动，此时形成第一阵涌浪，在惯性作用下冰崩继续向湖底运动，并在冰崩体背面排开一定量水体，滑坡体运动带动周围水体快速向该区域汇集，并形成第二阵涌浪。涌浪波以入水点为中心，向四周演进。当涌浪波到达岸边时，经反射作用向湖区运动，并与后面的涌浪波叠加，随着时间的推移逐渐衰减。冰崩滑块320入水后，会再次浮出水面，从而加剧了水体的震荡，这种滑坡体与水体的相互作用能够持续很长时间。精确模拟现实冰崩涌浪的形成、演进、衰减规律，提供理论依据，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

溃决模拟组件500包括闸立架510、横撑架520、丝杠530、环闸门540和闸门电机550。闸立架510搭接于冰湖池110上，闸立架510与冰湖池110焊接。横撑架520设置于闸立架510之间，横撑架520与闸立架510焊接。丝杠530转动连接于横撑架520和闸立架510之间，横撑架520上设置有第一转座521，第一转座521与横撑架520栓接。第一转座521与横撑架520转动连接，第一转座521与横撑架520轴承连接。闸立架510上设置有第二转座513，第二转座513与闸立架510栓接。丝杠530转动连接于第一转座521和第二转座513之间。环闸门540滑动贯穿于闸立架510之间，闸立架510内均匀转动设置有导引轮511，导引轮511与闸立架510轴承连接。环闸门540滑动贯穿于导引轮511。环闸门540传动套接于丝杠530表面，具体的通过螺母副与丝杠530连接。

其中，闸门电机550机身设置于闸立架510上端，闸立架510上端设置有安装座512，安装座512与闸立架510焊接。闸门电机550机身设置于安装座512上，闸门电机550与安装座512栓接。闸门电机550输出端传动于丝杠530，闸门电机550与丝杠530联轴器连接。

泄流监测组件700包括泄流池710、泄流导柱720、泄流门730、泄流缸740、摄像头750和压力传感器760。泄流池710设置于冰湖池110上，泄流池710与冰湖池110焊接。泄流导柱720设置于泄流池710内，泄流池710顶部搭接有第一座板711，第一座板711与泄流池710焊接。泄流池710内固定有第二座板712，第二座板712与泄流池710焊接。泄流导柱720设置于第一座板711和第二座板712之间，具体的通过螺母锁紧。泄流门730滑动套接于泄流导柱720表面，具体的泄流门730通过导套滑动套接于泄流导柱720表面。泄流缸740缸身设置于泄流池710上，泄流缸740缸身设置于第一座板711上，泄流缸740与第一座板711栓接。泄流缸740活塞杆一端设置于泄流门730上，泄流缸740与泄流门730栓接。

其中，摄像头750分别设置于横撑架520上、围挡120上和泄流门730上，摄像头750分别与横撑架520、围挡120和泄流门730栓接，对坝体溃决的变化过程进行记录。压力传感器760分别设置于围挡120上和泄流池710上，压力传感器760分别与围挡120和泄流池710螺纹生胶带连接密封，对涌浪的高度进行记录。

冰碛湖坝一般由松散冰碛物、多年冻土、埋藏冰等组成，且坝体嵌入冰湖边缘，受到的涌浪冲击力并不局限正面涌浪冲击，而是围绕冰湖边缘，过去的坝体实验都是坝体都设置直通箱体内，坝体受涌浪方向单一。通过闸门电机550控制环闸门540的启闭，抽出环闸门540内的水液，方便在冰湖池110边缘堆砌环向冰碛坝，冰碛坝实验原料取自于粘性泥石流堆积物，代替冰碛物中的冰结构，并通过网筛剔除不符合的颗粒，与现实冰碛坝颗粒粒径进行比对。通过泄流缸740控制泄流门730的开启，泄流池710模拟下游沟谷通道，通过上述结构配合压力传感器760研究不同冰崩滑块320的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度，对冰湖涌浪的形成高度和冲击力的影响，模拟了冰碛坝无溢流和溢流条件下，冰崩涌浪对冰碛坝溃决过程的影响规律。通过摄像头750记录坝体溃决过程中溃口宽度的变化规律，通过观察溃口变化的形态及扩展速率可进一步分析坝体溃决动力过程和机理。深入研究冰崩激发条件下涌浪的形成、演进、衰减规律以及涌浪作用下坝体的溃决过程与机理，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

具体的，该冰湖溃决试验装置的工作原理：考虑到冰湖的现实形态，冰湖多处于山涧沟谷之中，冰碛坝位于下游沟谷和深入冰湖边缘的部分，冰崩滑体一般通过沟谷两侧斜坡和中心沟谷滑入冰湖，通过设置多组冰崩架140模拟冰崩滑体的滑入路径，通过冰湖池110底部锥面过度模拟冰湖深度的变化。通过翻转缸150调整冰崩架140的翻转角度，模拟现实冰崩滑面的坡度和冰崩冲击角度。悬引滑轮331和引导滑轨311的滑动限位，限制冰崩滑块320的滑动轨迹，冰崩滑轨142对冰崩滑块320进行滑动支撑，模拟现实的冰崩滑体。

受限沟谷滑坡地形地貌，冰崩滑体实际的滑移速度是和实验有所区别的，传统的滑板滑块模拟时，滑块的速度难以精确控制。通过限位缸340活塞杆一端深入悬引轮架330，对每个冰崩滑块320的下滑进行限位控制，且可以掌握具体的冰崩滑块320滑移间隔时间，模拟现实冰崩滑体的连续滑入冰湖。冰崩滑块320外壳由薄铁皮构成，内部加入两种密度不同的柴油和汽油，用以模拟天然条件下冰块，通过阻尼器380减少冰崩滑块320滑落冲击过程中产生的碰撞反弹，提高实验稳定性。牵引绳370一端固定在最下端的冰崩滑块320上，一端缠绕在牵引轴350上，通过牵引电机360的转动控制牵引绳370的松绑或者牵引，实现冰崩滑块320下滑速度的控制，模拟现实冰崩滑体的冲击速度。通过限位缸340的伸缩控制开启冰崩滑块320的滑移，实现冰崩滑体冲击规模的控制。

多个模拟手段控制冰崩滑块320的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度。冰崩涌浪形成时，冰崩滑块320以较大的速度冲入冰湖内，冰崩首先沿滑动方向上推动水体运动，此时形成第一阵涌浪，在惯性作用下冰崩继续向湖底运动，并在冰崩体背面排开一定量水体，滑坡体运动带动周围水体快速向该区域汇集，并形成第二阵涌浪。涌浪波以入水点为中心，向四周演进。当涌浪波到达岸边时，经反射作用向湖区运动，并与后面的涌浪波叠加，随着时间的推移逐渐衰减。冰崩滑块320入水后，会再次浮出水面，从而加剧了水体的震荡，这种滑坡体与水体的相互作用能够持续很长时间。精确模拟现实冰崩涌浪的形成、演进、衰减规律，提供理论依据，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

进一步，冰碛湖坝一般由松散冰碛物、多年冻土、埋藏冰等组成，且坝体嵌入冰湖边缘，受到的涌浪冲击力并不局限正面涌浪冲击，而是围绕冰湖边缘，过去的坝体实验都是坝体都设置直通箱体内，坝体受涌浪方向单一。通过闸门电机550控制环闸门540的启闭，抽出环闸门540内的水液，方便在冰湖池110边缘堆砌环向冰碛坝，冰碛坝实验原料取自于粘性泥石流堆积物，代替冰碛物中的冰结构，并通过网筛剔除不符合的颗粒，与现实冰碛坝颗粒粒径进行比对。通过泄流缸740控制泄流门730的开启，泄流池710模拟下游沟谷通道，通过上述结构配合压力传感器760研究不同冰崩滑块320的冲击路径、冲击角度、冲击规模、冲击速度和滑体密度，对冰湖涌浪的形成高度和冲击力的影响，模拟了冰碛坝无溢流和溢流条件下，冰崩涌浪对冰碛坝溃决过程的影响规律。通过摄像头750记录坝体溃决过程中溃口宽度的变化规律，通过观察溃口变化的形态及扩展速率可进一步分析坝体溃决动力过程和机理。深入研究冰崩激发条件下涌浪的形成、演进、衰减规律以及涌浪作用下坝体的溃决过程与机理，方便高寒山区冰湖的工程改造，减少冰碛湖溃决下游人员财产的损失。

需要说明的是，翻转缸150、限位缸340、牵引电机360、闸门电机550、泄流缸740、摄像头750和压力传感器760具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

翻转缸150、限位缸340、牵引电机360、闸门电机550、泄流缸740、摄像头750和压力传感器760的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，包括

冰湖模拟组件（100），所述冰湖模拟组件（100）包括冰湖池（110）、围挡（120）、冰崩池（130）、冰崩架（140）和翻转缸（150），所述围挡（120）设置于所述冰湖池（110）周侧，所述冰崩池（130）设置于所述冰湖池（110）周侧，所述冰崩架（140）下端转动连接于所述冰崩池（130）内，所述翻转缸（150）缸身转动连接于所述冰崩池（130）内，所述翻转缸（150）活塞杆一端转动连接于所述冰崩架（140）上端；

冰崩涌浪组件（300），所述冰崩涌浪组件（300）包括引导架（310）、冰崩滑块（320）、悬引轮架（330）、限位缸（340）、牵引轴（350）、牵引电机（360）、牵引绳（370）和阻尼器（380），所述引导架（310）搭接于所述冰崩架（140）上，所述冰崩滑块（320）滑动于冰崩架（140）表面，所述悬引轮架（330）设置于所述冰崩滑块（320）上，所述悬引轮架（330）滑动于所述引导架（310）表面，所述限位缸（340）缸身设置于所述引导架（310）上，所述限位缸（340）活塞杆一端朝向所述悬引轮架（330）内，所述牵引轴（350）转动连接于所述冰崩架（140）一端，所述牵引电机（360）机身设置于所述冰崩架（140）一端，所述牵引电机（360）传动于所述牵引轴（350），所述牵引绳（370）一端缠绕于所述牵引轴（350）表面，所述牵引绳（370）另一端固定于其中一个所述冰崩滑块（320）上，所述阻尼器（380）缸身设置于所述冰崩滑块（320）下端内，所述阻尼器（380）活塞杆一端朝向所述冰崩滑块（320）。

2.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述冰湖池（110）下端连通设置有沉降池（111），所述沉降池（111）下端连通设置有排口（112）。

3.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述围挡（120）内开设有线缆槽（121），所述围挡（120）周侧设置有支腿（122）。

4.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述冰崩架（140）上设置有挡板（141），其中一个所述阻尼器（380）活塞杆一端朝向所述挡板（141）。

5.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述冰崩架（140）内均匀设置有冰崩滑轨（142），所述冰崩滑块（320）滑动于所述冰崩滑轨（142）表面。

6.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述悬引轮架（330）上均匀转动设置有悬引滑轮（331），所述引导架（310）周侧设置有引导滑轨（311），所述悬引滑轮（331）滑动贯穿于所述引导滑轨（311）内。

7.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述限位缸（340）活塞杆一端设置有限位卡板（341），所述限位卡板（341）朝向所述悬引轮架（330）内。

8.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，其中一个所述冰崩滑块（320）上设置有拉绳牵座（321），所述牵引绳（370）另一端缠绕于所述拉绳牵座（321）内。

9.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述冰崩滑块（320）上均匀设置有滑沟座（322），所述牵引绳（370）滑动贯穿于所述滑沟座（322）内。

10.根据权利要求1所述的一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置，其特征在于，所述牵引轴（350）上固定套接有拉线轮（351），所述牵引绳（370）一端缠绕于所述拉线轮（351）表面。

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