CN208833558U - 一种自适应推移质取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应推移质取样装置，属于推移质取样技术领域。本实用新型通过相互平行的第一支撑板和第二支撑板、相互平行的第一连接板和第二连接板构成平行四边形结构的自适应支撑架，同时通过第一连接板、第二连接板与第一支撑板、第二支撑板之间的转动连接，将现有取样器中大小固定的方形门口转变为其开口大小可以任意调节，从而适应由于床面变形而出现的不同横比降河床；同时，本实用新型通过在第一支撑板上设置贯穿第二连接板的角度测量板，可以准确计算出取样进口宽度，十分方便、简单。本实用新型在适应不同横比降河床的前提下还可以方便、快速地确定出河床的横比降数值，对于不同位置推移质输沙率的测量而言既准确又便捷。

Description

一种自适应推移质取样装置

技术领域

本实用新型涉及推移质取样技术领域，具体涉及一种自适应推移质取样装置。

背景技术

对于推移质输沙率的准确测量是开展推移质运动研究的基础。取样器法是采用推移质取样器直接放置于床面，对运动的推移质颗粒进行取样，取样器法目前仍然是最直接和最常用的方法之一。

传统推移质取样器包括前部和后部，前部由一个固定宽度方形口门组成，后部为网状结构的收集网。当取样器放置于床面时，运动的推移质颗粒将通过前部口门进入后部收集网。在实际操作中，当采样器放置好后开始计时，采集特定时段内进入取样器内的推移质运动颗粒，然后将取样器取出，对进入取样器内的泥沙进行烘干称重，可以得到推移质泥沙颗粒的重量。取样器方形口门宽度为已知，取样采集时间已知，则可以得到单位时间、单位宽度内的推移质输沙量，即推移质单宽输沙率。

传统推移质取样器口门为方形，且为固定宽度，虽然底部可由软底组成，但传统取样器理论上只适合于较平整的床面，当底部床面出现沙波时，尤其是在河流弯道，床面横向坡度较大时，传统取样器就会出现横向倾斜，一方面可能造成取样器放置不稳；另一方面取样器实际取样宽度沿横断面方向与取样器固定宽度并不一致，从而造成后续单宽输沙率计算不准确问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自适应推移质取样装置以及输沙率测量方法，以解决现有取样装置无法适应具有当床面出现横比降时导致的取样器倾斜、放置不稳和单宽输沙率取样不准确的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种自适应推移质取样装置，包括：自适应支撑架和取样网兜，其中，自适应支撑架包括第一支撑板、第二支撑板、第一连接板、第二连接板和网状软底板；

第一支撑板和第二支撑板相互平行，网状软底板分别与第一支撑板和第二支撑板的底部连接；第一连接板和第二连接板相互平行并且沿远离网状软底板的方向依次间隔设置在第一支撑板和第二支撑板之间，第一连接板和第二连接板的两端均与第一支撑板和第二支撑板转动连接，使得第一连接板和第二连接板均与第一支撑板和第二支撑板之间形成不同夹角；

第一支撑板、第二支撑板、第一连接板和网状软底板限定出取样进口，取样网兜的兜口边缘与第一支撑板、第二支撑板、第一连接板和网状软底板连接，取样进口与取样网兜内部连通；

第一支撑板上设有与之垂直连接的角度测量板，第二连接板设有容纳角度测量板的缺口，角度测量板通过缺口贯穿第二连接板。

本实用新型通过相互平行的第一支撑板和第二支撑板、相互平行的第一连接板和第二连接板构成平行四边形结构的自适应支撑架，同时通过第一连接板、第二连接板与第一支撑板、第二支撑板之间的转动连接，将现有取样器中大小固定的方形门口转变为其开口大小可以任意调节，从而适应不同横比降河床，解决了现有取样器在床面出现横比降时的倾斜、放置不稳和取样不准确问题。

同时，本实用新型基于平行四边形结构中第一连接板、第二连接板始终平行的特性，通过在第一支撑板上设置贯穿第二连接板的角度测量板，通过测量第二连接板与第一支撑板或第二支撑板之间的夹角可以直接确定河床横向坡度，由于第一连接板、第二连接板的长度固定，因而通过读取出的角度可以准确计算出第一支撑板和第二支撑板之间的垂直距离，该垂直距离即为取样进口宽度，十分方便、简单。

本实用新型在适应不同横比降河床的前提下还可以方便、快速地确定出河床的横比降数值，对于不同位置推移质输沙率的测量而言既准确又便捷。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述角度测量板上设有角度刻度线，其中0刻度线设置于角度测量板的中心；当自适应推移质取样装置处于水平面时，第二连接板垂直于第一支撑板和第二支撑板，并且0刻度线与第二连接板重合。

本实用新型将角度测量板的0刻度线设置成在水平状态下与第二连接板重合，可以在适应有坡度的河床时直接将第二连接板作为角度指针读取角度数据，十分方便、快捷。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述角度测量板为矩形板或半圆形板。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述第一连接板和第二连接板均通过转轴与第一支撑板和第二支撑板转动连接。转动连接还可以是通过现有技术中惯用的转动结构，例如铰接件。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种自适应推移质取样装置以及输沙率测量方法，解决了传统取样器对具有横比降床面取样时出现的倾斜问题，本实用新型可以对横向床面坡度自适应调节，且床面横向比降可以从装置的上部结构(第二连接板、角度测量板)直接读取，并可根据该比降计算取样器的实际取样宽度，方便计算单宽输沙率，从而实现了对具有一定横比降床面的推移质取样的便捷取样。由于本实用新型的下部结构(第一支撑板底部、第二支撑板底部和网状软底板)能够适应不同横比降，解决了传统取样器在床面有横向比降时会发生倾斜和取样测量不准确问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的自适应推移质取样装置放置在水平面上的状态图；

图2为本实用新型实施例的自适应推移质取样装置部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例的自适应推移质取样装置放置在倾斜坡面上的状态图。

图中：100-自适应推移质取样装置；10-自适应支撑架；101-第一支撑板；102-第二支撑板；103-第一连接板；104-第二连接板；105-网状软底板；106-取样进口；107-角度测量板；108-缺口；109-转轴；20-取样网兜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

请参照图1所示出的自适应推移质取样装置100，包括：自适应支撑架10和取样网兜20。取样网兜20设置在自适应支撑架10下部，用于收集推移质。自适应支撑架10包括第一支撑板101、第二支撑板102、第一连接板103、第二连接板104和网状软底板105。

请参照图1，第一支撑板101和第二支撑板102相互平行，第一连接板103和第二连接板104相互平行，网状软底板105分别与第一支撑板101和第二支撑板102的底部连接。第一连接板103和第二连接板104沿远离网状软底板105的方向依次间隔设置在第一支撑板101和第二支撑板102之间。在本实施例中，第一支撑板101和第二支撑板102的尺寸大小(长度、宽度、厚度)相同，第一连接板103和第二连接板104的尺寸大小也相同。优选地，第一连接板103/第二连接板104与第一支撑板101/第二支撑板102的宽度相等。在本实施例中，第一连接板103距离第一支撑板101/第二支撑板102底部的距离等于第二连接板104距离第一支撑板101/第二支撑板102顶部的距离。

第一连接板103和第二连接板104的两端均与第一支撑板101和第二支撑板102转动连接，使得第一连接板103和第二连接板104均与第一支撑板101和第二支撑板102之间形成不同夹角。优选地，第一连接板103和第二连接板104均通过转轴109与第一支撑板101和第二支撑板102转动连接。

第一支撑板101、第二支撑板102、第一连接板103和网状软底板105限定出取样进口106。优选地，该取样进口106为正方形口。取样网兜20的兜口边缘与第一支撑板101、第二支撑板102、第一连接板103和网状软底板105连接，取样进口106与取样网兜20内部连通。

请参照图1和图2，第一支撑板101上设有与之垂直连接的角度测量板107，第二连接板104设有容纳角度测量板107的缺口108，角度测量板107通过缺口108贯穿第二连接板104。优选地，角度测量板107为矩形板或半圆形板。角度测量板107上设有角度刻度线，其中0刻度线设置于角度测量板107的中心；当自适应推移质取样装置100处于水平面时，第二连接板104垂直于第一支撑板101和第二支撑板102，并且0刻度线与第二连接板104重合。

采用上述的自适应推移质取样装置100进行取样然后计算出输沙率，其包括以下具体步骤：

(1)将自适应推移质取样装置100的下部置于水下，保持自适应支撑架10竖立，并且保持自适应支撑架10的取样进口106和取样网兜20位于水中，同时使取样进口106所在平面与水流方向垂直；

(2)根据河床坡度调节自适应支撑架10的倾斜角度，使得自适应支架的第一支撑板101和第二支撑板102的底部以及网状软底板105均与与河床表面贴合，然后固定自适应支撑架10；

(3)读取角度测量板107上0刻度线与第二连接板104之间的角度α，根据角度和第二连接板104的长度l计算出第一支撑板101和第二支撑板102之间的垂直距离，该垂直距离为取样进口106宽度d，d＝l·cos(α)；

(4)根据取样进口106宽度d、推移质干重w和取样时间t计算出输沙率g_b，g_b＝w/(d·t)。

下面结合图1和图3对本实用新型实施例的自适应推移质取样装置100在不同状态下输沙率的计算方法进行说明。

图1为本实用新型实施例的自适应推移质取样装置100在水平面上放置的状态图，此时，第一连接板103、第二连接板104、网状软底板105分别垂直于第一支撑板101和第二支撑板102，第二连接板104与角度测量板107的0刻度线重合。在水平状态，第一连接板103/第二连接板104的长度即为取样进口106宽度，可直接按照传统取样器的计算方式计算输沙率。

图3为本实用新型实施例的自适应推移质取样装置100在具有一定横比降(坡度)河床上放置的状态图，α为河床实际坡度。从图3可以看出，自适应支撑架10的第一支撑板101、第二支撑板102、网状软底板105与河床坡面贴合，网状软底板105、第一连接板103和第二连接板104相互平行，第二连接板104与角度测量板107上0刻度线之间的夹角即为河床坡度α。角度测量板107的0刻度线位于第一连接板104的转轴上，当第一连接板104倾斜时，可直接在角度测量板107上读数，如图3所示，再根据确定的河床坡度α计算出第一支撑板101与第二支撑板102的垂直距离，进而计算出输沙率。

本实用新型实施例测得的输沙率为单宽输沙率，即，单位时间内、单位宽度下收集的推移质的干重(烘干后的重量)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自适应推移质取样装置，其特征在于，包括：自适应支撑架和取样网兜，其中，所述自适应支撑架包括第一支撑板、第二支撑板、第一连接板、第二连接板和网状软底板；

所述第一支撑板和所述第二支撑板相互平行，所述网状软底板分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板的底部连接；所述第一连接板和所述第二连接板相互平行并且沿远离所述网状软底板的方向依次间隔设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第一连接板和所述第二连接板的两端均与所述第一支撑板和所述第二支撑板转动连接，使得所述第一连接板和所述第二连接板均与所述第一支撑板和所述第二支撑板之间形成不同夹角；

所述第一支撑板、所述第二支撑板、所述第一连接板和所述网状软底板限定出取样进口，所述取样网兜的兜口边缘与所述第一支撑板、所述第二支撑板、所述第一连接板和所述网状软底板连接，所述取样进口与所述取样网兜内部连通；

所述第一支撑板上设有与之垂直连接的角度测量板，所述第二连接板设有容纳所述角度测量板的缺口，所述角度测量板通过所述缺口贯穿所述第二连接板。

2.根据权利要求1所述的自适应推移质取样装置，其特征在于，所述角度测量板上设有角度刻度线，其中0刻度线设置于所述角度测量板的中心；当所述自适应推移质取样装置处于水平面时，所述第二连接板垂直于所述第一支撑板和所述第二支撑板，并且所述0刻度线与所述第二连接板重合。

3.根据权利要求2所述的自适应推移质取样装置，其特征在于，所述角度测量板为矩形板或半圆形板。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自适应推移质取样装置，其特征在于，所述第一连接板和所述第二连接板均通过转轴与所述第一支撑板和所述第二支撑板转动连接。