一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置的制作方法

本实用新型涉及机械结构技术领域，尤其涉及一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置。

背景技术：

坡度是影响坡面流及坡面侵蚀特性的重要因素。与缓坡相比，陡坡条件下的水流动力特性和侵蚀特征具有其特殊性，须进行专门的研究，其研究方法主要为野外实地试验和室内模拟试验。由于野外观测难度大、周期长、影响因素复杂，很难进行系统的研究。室内变坡试验水槽是研究坡面侵蚀过程与机理的重要试验方法及设施之一。传统变坡水槽通常采用三个支点支撑水槽，采用一个动力源，两个支点支撑水槽，因此在调坡过程中两支点完全同步存在困难，且反复调整坡度对玻璃边壁损伤较大。现有变坡水槽多数采用两个支点构成的支撑结构，整个水槽固定在一个铰链支座和一个动支点上面，方便调坡，但水槽规模、无极调坡范围受到限制。

目前模拟试验循环水槽中大多数只是控制单一因素，具有成本高、利用率低、试验效率低下、操作费时费力、精度较低等特点，较少有能将风力、河道形态、岸坡土壤、流速、流量、常见水工建筑物、气温等因素一并考虑在内的精确试验装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置，可以同时实现横纵坡的连续无极调节角度，从而起到改变河岸带河道形态的作用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置，包括支架1、循环水槽2、纵坡调节机构与循环水装置；

所述的循环水槽2安装于支架1上，一端与支架1铰接，纵坡调节机构安装于循环水槽2中部下方的支架1上，支撑并调节循环水槽2与支架1的水平夹角；

所述的循环水槽2包括底板21、前端板22、后端板23与两块侧板24；所述的两块侧板24铰接于底板21的两侧，构成可变开角的v型横截面的v型槽体，所述的前端板22与后端板23分别设于v型槽体两端，通过夹紧机构与v型槽体夹紧并密封；

所述的v型槽体底部设有隔热棉3，隔热棉3上放置模拟辅助装置；

所述的前端板22下方开有出水口25，后端板23上方设进水口26，所述的循环水装置连接进水口26与出水口25，向v型槽体内循环供水。

所述的纵坡调节机构包括液压缸5，液压缸5的缸体铰接于支架1上，液压缸5的活塞杆向上伸出顶端铰接于底板21中部下方。

所述的夹紧机构包括g型夹子。

所述的循环水装置包括储水槽6、稳流水槽7、潜水泵8与水管9；

循环水槽2的出水口25的水流入储水槽6，潜水泵设于储水槽6中，将储水槽6通过水管9泵入稳流水槽7，稳流水槽7设于后端板23上，稳流水槽7开口高于循环水槽2，稳流水槽7充满后水由进水口26流入循环水槽2。

所述的稳流水槽7内设有pvc稳流管。

所述的模拟辅助装置包括卵石块4、电磁流量计、模拟人工草、人工曝气风扇或模拟水坝的一种或多种。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置，可以同时实现横纵坡的连续无极调节角度。循环水槽整体采用不锈钢材质，其中河道边坡整体由三块钢板与活动合页相连，方便改变河道横向坡度，纵向河道坡度由底部液压泵控制。水力循环系统由储水箱、稳流槽、水泵与循环管路组成，水泵放置在储水箱内与循环管路相连，循环管路与稳流槽连接处有阀门控制整体流量大小。辅助设备系统由模拟河道水坝、人工曝气风扇以及pvc稳流管组成，这些装置都不是必要装置，可根据实验需求自行添加或删减。该循环水槽可模拟自然河道不同水处理方式对水质指标的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的结构示意图；

图2为实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的循环水槽剖面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的循环水装置示意图；

图4为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的前端板结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的前端板出水口结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的支架与水槽支撑及储水槽结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的稳流水槽结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的模拟不同河岸带河道的循环水流装置的后端板结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

如图1所示，一种模拟不同河岸带河道的循环水流装置，包括支架1、循环水槽2、纵坡调节机构与循环水装置；所述的循环水槽2安装于支架1上，循环水槽2采用不锈钢材质打造，河道整体长6m，底宽0.3m，两侧河岸带宽0.6m，另外由水槽支撑12提供强度支撑。如图6所示，循环水槽2的一端与支架1铰接，具体的可以是底板21或前端板22铰接于支架1上，本例是水槽支撑12通过铰链24与支架1铰接。所述的纵坡调节机构安装于循环水槽2中部下方的支架1上，支撑并调节循环水槽2与支架1的水平夹角；具体的所述的纵坡调节机构包括液压缸5，液压缸5的缸体铰接于支架1上，液压缸5的活塞杆向上伸出顶端铰接于底板21中部下方，通过调节液压缸5的活塞杆向上伸出的高度，来调节循环水槽2与水平面的夹角，在0～15°之间调节。当然液压缸5需要连接液压泵11与控制阀等液压控系统，具体的技术方案与方法，属于公知常识，不再赘述。

如图2所示，所述的循环水槽2包括底板21、前端板22、后端板23与两块侧板24；所述的两块侧板24铰接于底板21的两侧，构成可变开角的v型横截面的v型槽体，所述的前端板22与后端板23分别设于v型槽体两端，通过夹紧机构与v型槽体夹紧并密封；所述的夹紧机构包括g型夹子10，也就是g型锚，属于通用商品，不再赘述。由于所述的两块侧板24铰接于底板21的两侧，可以调节v型横截面的开角，侧板24与底板21的夹角极限范围在0～90°，一般控制在15～90°，而且可以实现左右两侧的不同的角度，比如一边30°，一边45°，模拟不同的河岸。使用时，松开g型夹子10，调节侧板24与底板21到合适的角度，再拧紧g型夹子10，在侧板24与前端板22和后端板23间设有密封条，实现密封不漏水。

所述的v型槽体底部设有隔热棉3，隔热棉3上放置模拟辅助装置，隔热棉3采用黑色隔热棉，所述的模拟辅助装置包括卵石块4、电磁流量计、模拟人工草、人工曝气风扇或模拟水坝的一种或多种。卵石块4卵石块4保证水槽水温不致过高或过低的同时也提供了一定的糙度，使循环水槽与实际河道情况相近。模拟土柱是120cm×20cm×70cm的河岸带模拟土柱，填装不同土壤以探究渗滤水的水质演变。人工曝气风扇，在循环水槽边缘等间距放置电风扇进行模拟曝气作用对实验水质指标的影响；模拟水坝是可拆卸高度可自行调整的模拟水坝，模拟常见水工建筑物对河流水质的影响。

如图4与5所示，所述的前端板22下方开有出水口25，出水口25个设有导水槽13，后端板23上方设有进水口26，具体的如图7所示，进水口26设于后面所述的稳流水槽7上，所述的循环水装置连接进水口26与出水口25，向v型槽体内循环供水。

如图3所示，所述的循环水装置包括储水槽6、稳流水槽7、潜水泵8与水管9；循环水槽2的出水口25的水流经导水槽13流入储水槽6，潜水泵设于储水槽6中，将储水槽6通过水管9泵入稳流水槽7，稳流水槽7侧面设有稳流水槽入口15，水管9接入稳流水槽入口15，稳流水槽7设于后端板23上，稳流水槽7开口高于循环水槽2，稳流水槽7充满后水由进水口26流入循环水槽2，完成一轮循环。所述的稳流水槽7内设有pvc稳流管。pvc稳流管设于下游稳流水槽7，管径3cm、长5cm的蜂窝状pvc管，是一个稳流装置，起到稳定来水流向与流速，使水流顺直的作用。

本实用新型模拟不同河岸带河道的循环水流装置从五个方面对模拟实验进行控制变量探究具体某些因素对水质指标的影响：

一是可以探究横纵坡度变化对水质的影响，在这种情况下通过控制侧板24与底板21的夹角与纵坡调节机构的升降分别控制横纵向坡面角度，达到探究河道横纵向坡面对水质指标的影响；

二是可以探究流速流量对水质的影响，实验员可控制循环管路与稳流槽相连的启闭阀门实现对来水流量的控制，装置在循环管路中设置电磁流量计，流量范围在0.08～1236m³/h，精度等级为±0.5％r(千分之五)来达到精确控制流量大小，分析流量流速对水质的影响，后期可人为设置脉冲流量进一步探究脉冲流量对水质指标的影响，同时也可更换水泵规格，进一步探究更大范围的流速流量对水质指标的影响；

三是可以探究曝气对水质指标的影响，加装人工曝气风扇，测量范围为0.3～45m/s，风温范围为0～45°。在循环水槽边缘等间距放置电风扇进行模拟曝气作用对实验水质指标的影响；

四是可以探究常见水工建筑物对水质的影响，加装模拟水坝，在水槽里放置可拆卸高度可调整的不锈钢钢板或锦纶帆布袋模拟挡水坝与橡胶坝，通过前后对比得出常见水工建筑物对水质指标的影响，后期可在循环水槽中放置其他河道模具进行进一步探究。同时改变循环水槽使用季节、来水水质等可进一步探究温度、初始水质等对水质指标的影响；

五是可以探究河岸糙度对水质水流的影响，在河岸坡粘贴定量的模拟人工草，模拟自然状态下的河岸带植被情况，得出河岸糙度对水质指标的影响，后期可以在河岸更换不同种类的模拟人工草进行进一步的探究。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。