本发明属于水环境技术领域，涉及一种模拟河流潮汐段河道水环境要素变化的装置。
背景技术：
水环境研究等任务要求在物理模型中复演原型的海水上溯现象，即按一定比例制作天然河道缩尺模型，要求通过水量、水位与时间的缩尺复演天然河道的水文状况。为准确的模拟河道在枯水期、平水期和丰水期海水入侵河道过程，需要一套完整的水体流态控制装置。针对上述现象的模拟，采用流量控制法，模拟入海口不同水量时河道内咸淡水界面、泥沙以及各类污染物变化情况，分析水环境要素变化趋势，为数学模型分析提供参考数据。现有的以环形水槽为主体的实验装置，其水槽流量变化范围通常较为单一，全年海水流量实际变化情况较为复杂，单一的流量变化模拟无法保证对河道流量全年实际变化的范围性覆盖的模拟，即无法进行不同多组实验数据记录，这可能导致实验数据不够完整，造成结论有所偏差。同时，现有环形水槽观测时较难同时观测两面，在实际记录过程中对实验数据的记录或有延误。最后，现有环形水槽一般无坡度变化，对实际入海口坡度情况模拟不够精确，使实验数据产生些许误差。
目前通过直观的物理模型海水入侵机制鲜有报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于突破往常研究条件限制及克服现有技术的不足而提供一种模拟河流潮汐段河道水环境要素变化的装置。
本发明旨在克服现有环形水槽的不足，同时模拟现实入海口在不同时间段上游河道流量不同，下游潮汐流量不同的河道水流特征，使得对实际河道全年流量变化可以做到全覆盖的模拟。同时根据现实入海口河道坡度情况，本发明可以自由调节上下游坡度，进而精确研究上下游河道流量变化，进而获得河道水体水环境要素变化规律。
本发明所述的模拟河流潮汐段河道水环境要素变化的装置，由上游径流流量控制装置、模拟河道槽、下游潮汐流量控制装置构成，其中模拟河道槽为倾斜度可调的槽状体，高的一端为上游端，低的一端为下游端；上游径流流量控制装置位于模拟河道槽的上游端一侧，并通过上游进水管与模拟河道槽上游端的槽底相通相连；下游潮汐流量控制装置位于模拟河道槽的下游端，并通过下游进水管与模拟河道槽下游端的槽底相通相连。
所述的上游径流流量控制装置由淡水池，上游水泵、上游流量计、上游阀门和上游进水管构成并通过上游进水管依次连接，上游进水管的两端头分别与淡水池、模拟河道槽的上游端底部相连。通过上游水泵向模拟河道槽注入模拟下泄淡水，上游流量计控制下泄水量。
所述的模拟河道槽，槽壁由便于观察的透明硬质材料制作而成，两端头设置封板封闭。
所述的模拟河道槽，在靠近模拟河道槽的上游端和靠近模拟河道槽的下游端的底部还分别设置有高度可调的上游脚架和下游脚架。当模拟河道槽较长是中间部位可增设脚架。通过调节脚架的高度来控制模拟河道槽的倾斜度，进而模拟河道坡度。
所述的模拟河道槽，槽底还铺设有细沙，模拟河床地貌。
所述的两端头设置的封板，在模拟河道槽的上游端为上游封板，下游端为下游封板。
所述的下游封板，在靠近槽底底部的位置设置有排水口。
所述的下游潮汐流量控制装置由模拟咸水水池，下游水泵、下游流量计、下游阀门和下游进水管构成并通过下游进水管依次连接，下游进水管的两端头分别与模拟咸水水池、模拟河道槽装置的下游端的槽底底部相连。通过下游水泵向模拟河道槽注入模拟上溯咸水，下游流量计控制上溯水量。
本发明具有如下有益效果：
本发明所述的上下游流量均可通过流量计实现控制，变化范围广，可模拟全年时间段任意河流水流量及海水上溯水量。
本发明所述水槽槽体一侧可采用较透明玻璃材质，可直观观测所模拟实验变化情况，同时能够自由调节水槽坡度，精确模拟具体河道情况。
本发明所述的装置构造简单，操作简单，人工劳动强度低，实用范围广，实验效率高，节约资源，降低实验费用。
本发明所述的蓄水池容积大，可为实验水量提供硬件支撑，保证水量的充足和实验的精确性。
附图说明
图1是本发明的装置的正面示意图。
具体实施方式
图1中，1是模拟河道槽的下游端；2是模拟河道槽的下游封板；3是下游封板，在靠近槽底底部的位置设置有排水口；4是下游潮汐流量控制装置中的下游阀门；5是下游潮汐流量控制装置中的下游流量计；6是下游潮汐流量控制装置中的模拟咸水水池；7是下游潮汐流量控制装置中的下游进水管；8是下游潮汐流量控制装置中下游水泵；9是模拟河道槽靠近模拟河道槽的下游端（1）的底部高度可调的下游脚架；10是模拟河道槽；11是模拟河道槽（10）靠近模拟河道槽（10）的上游端的底部高度可调的上游脚架；12是上游径流流量控制装置中的上游进水管；13是上游径流流量控制装置中上游水泵；14是上游径流流量控制装置中的淡水池；15是上游径流流量控制装置中的上游流量计；16是上游径流流量控制装置中的上游阀门；17是模拟河道槽（10）的上游封板；18是模拟河道槽（10）的上游端。
下面结合附图以具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
根据本发明内容中提出的技术方案，采用钢化玻璃结合不锈钢连接件，通过玻璃壁可直观观察模拟河道水文情况和水位高度等。
加工上游径流流量控制装置中的淡水池（14）、模拟河道槽（10）和下游潮汐流量控制装置中的模拟咸水水池（6）。
通过下游潮汐流量控制装置中的下游进水管（7）将下游潮汐流量控制装置中的下游阀门（4）、下游潮汐流量控制装置中的下游流量计（5）、下游潮汐流量控制装置中下游水泵（8）依次与下游潮汐流量控制装置中的模拟咸水水池（6）、模拟河道槽（10）的下游端底部进行串接形成水通路。串接后模拟咸水水池（6）的模拟咸水能够通过串接的水通路将模拟咸水泵入模拟河道槽（10）的下游端底部。
通过上游径流流量控制装置中的上游进水管（12）将上游径流流量控制装置中的上游阀门（16）、上游流量计（15）、上游水泵（13）依次与上游潮汐流量控制装置中的淡水池（14）、模拟河道槽（10）的上游端底部进行串接形成水通路。串接后的淡水池（14）中的淡水能够通过串接的水通路将淡水泵入上游端底部。
在模拟河道槽（10）的下游端（1）的下游封板（1）靠近槽底底部的位置设置有排水口（3），在实验结束时可通过排水口（3）将河道槽（10）内的水排净。
在模拟河道槽（10）靠近模拟河道槽（10）的上游端（18）和靠近模拟河道槽（10）的下游端（1）的底部所设置有高度可调的上游脚架（11）和下游脚架（9）对模拟河道槽（10）起支撑和固定作用，同时。当模拟河道槽较长时中间部位可增设脚架。通过调节脚架的高度来控制模拟河道槽的倾斜度，进而模拟河道坡度。
装置运行方式：首先调节上游脚架（11）和下游脚架（9）的高度，使模拟河道槽（10）呈一定坡度，上游的高下游的低。当模拟上游径流流量时，上游的淡水由上游水泵（13）从淡水池（14）抽取，通过上游流量计（15）调节水量，通过上游进水管（12）将淡水注入模拟河道槽（10）的上游端（18）中。当模拟下游潮汐流量时，下游的模拟咸水由下游水泵（8）从咸水池（6）抽取，通过下游流量计（5）调节水量，通过下游进水管（7）将咸水注入模拟河道槽（10）的下游端（1）中。
上游和下游水量均根据实际环境等比例缩尺，通过测定模拟河道内水环境要素变化情况，建模分析河流盐度、泥沙及各类污染物入侵机理，并根据实际河流数值进行修正，最终结果运用于实际环境系统分析，为河口生活和生态环境修复等提供支撑。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术实施方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。