一种分汊河道的模拟实验装置

1.本发明涉及水利实验技术领域，尤其是一种分汊河道的模拟实验装置。


背景技术：

2.在天然河道中，河流的分汊是十分常见的现象，特别是在河段下游平原，由于地势平坦水流速度减慢，同时从河口区的动力特点来看，在潮流界上下移动的范围内，因河水受潮流的顶托流速减小，易在此处形成分汊，从而形成水系乃至密集的河网。河网是地表水循环系统的重要组成部分，也是流域水流、泥沙等物质输移的重要通道。在河道分流处，由于此处水流紊动强度较大，对泥沙输移有着较强的扰动作用，其中分流夹角和汊道宽度比是影响水动力条件的重要因素，对水流流速、流量以及分流后的含沙量等都有一定的影响，因此分汊型河道夹角的研究也是当前学者关注的重点。目前，也有可以调控角度和宽度比和同时具有交汇和分汊水利特征的河槽实验装置。
3.在分汊河道的相关研究中，建立物理模型实验模拟河道分汊处水沙分流过程是一个常见的手段。目前，大多数分汊河道水槽实验装置中，分汊结构部分与水槽设备是针对特定条件进行制作，其分汊角较为固定，不易变化，对不同试验条件下的分汊角模拟的适用性较差，导致分汊河道模型和水槽设备均不具备普适性。而且在测量流速时，会采用多个流速仪同时进行测量，操作步骤较为麻烦。因此，针对现有的分汊河道水槽实验装置，有必要提供一种可改变分汊角、可简便测量流速的实验装置。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种分汊河道的模拟实验装置，能够模拟实际河道中的条件，同时装配多个水泵，可模拟特定时间段的流量，流速测量方面也只用单个流速仪进行滑动式移动测量，整体装置简便。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种分汊河道的模拟实验装置，包括：防水隔板 1、口门2、水泵3、稳流栅4、挡水板5、分流结构、可伸缩结构10和测流结构；防水隔板1与稳流栅4相连，口门2位于装置的头部，水泵3通过管道与口门2相连接，稳流栅4放置在口门2后方，可伸缩结构10位于分流后的河道处，挡水板5是防水隔板1 的一部分，其后与分流结构相连接，测流结构在整体装置上方移动进行测流。
6.优选的，分流结构选择开角处分流和分汊角处分流。
7.优选的，分流结构包括合页6、可伸缩板7、滑槽8和边壁板9；可伸缩板7与合页6铰接，可伸缩板7与固定边壁板9之间通过滑槽8连接，可伸缩板7一端通过合页6 与挡水板5活动链接，另一端与水槽边壁板9相连，通过滑槽8移动位置后再进行固定。
8.优选的，可伸缩板7采用pvc材质。
9.优选的，测流结构包括流速仪11和移动支架12；流速仪11的垂向伸缩杆可伸缩高度为水槽最大高度，两侧的伸缩杆与水槽之间可以滑动，伸缩杆之间通过有刻度的木杆相连，流速仪通过移动支架12进行横向移动，利用固定螺丝进行位置确定，然后进行测量。
10.优选的，可伸缩结构10由若干平行四边形支架组成，由于平行四边形具有易变形性，可以更好地改变相邻防水隔板之间的距离。
11.本发明的有益效果为：本发明能够在实验室还原天然河道中水流流速的测量，并且可以调整不同角度和宽度比，适用于各种分汊角的河道，可根据不同河道的角度进行调整，实现实际与试验的同比例，提高实验的准确性和与效率。
附图说明
12.图1为本发明的分汊河道的模拟实验装置俯视图。
13.图2为本发明的分流结构主视图。
14.图3为本发明的合页主视图。
15.图4为本发明的测流结构主视图。
16.图5为本发明的测流结构侧视图。
17.图6为本发明的可伸缩结构正视图。
18.其中，1、防水隔板；2、口门；3、水泵；4、稳流珊；5、挡水板；6、合页；7、可伸缩板；8、滑槽；9、边壁板；10、可伸缩结构；11、流速仪；12、移动支架。
具体实施方式
19.如图1所示，一种分汊河道的模拟实验装置，包括：防水隔板1、口门2、水泵3、稳流栅4、挡水板5、分流结构、可伸缩结构10和测流结构；防水隔板1与稳流栅4相连，口门2位于装置的头部，水泵3通过管道与口门2相连接，稳流栅4放置在口门2 后方，可伸缩结构10位于分流后的河道处，挡水板5是防水隔板1的一部分，其后与分流结构相连接，测流结构在整体装置上方移动进行测流。
20.如图2所示，分流结构选择开角处分流和分汊角处分流。分流结构包括合页6、可伸缩板7、滑槽8和边壁板9；可伸缩板7与合页6铰接，可伸缩板7与固定边壁板9 之间通过滑槽8连接，可伸缩板7一端通过合页6与挡水板5活动链接，另一端与水槽边壁板9相连，通过滑槽8移动位置后再进行固定。
21.可伸缩板7采用pvc材质，表面光滑、防水性能较好、性价比较高。
22.如图3所示，合页属于带转轴的体系，通常用于两连接构件之间的转动，结构简单，安装简便。
23.如图4和图5所示，测流结构包括流速仪11和移动支架12；流速仪11的垂向伸缩杆可伸缩高度为水槽最大高度，两侧的伸缩杆与水槽之间可以滑动，伸缩杆之间通过有刻度的木杆相连，流速仪通过移动支架12进行横向移动，利用固定螺丝进行位置确定，然后进行测量。采用单个流速仪，简化传统实验室若干流速仪同时测量前出现校准不佳的问题，可以根据实际测量的需要，计算出测量的位置，利用横向跨杆上的刻度移动流速仪11后分别进行流速的测量。
24.如图6所示，可伸缩结构10用来调整分流后的两河道宽度，中间采用若干易于变形活动的平行四边形支架结构，来调整相邻防水隔板之间的距离，从而控制分流比。


技术特征：
1.一种分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，包括：防水隔板(1)、口门(2)、水泵(3)、稳流栅(4)、挡水板(5)、分流结构、可伸缩结构(10)和测流结构；防水隔板(1)与稳流栅(4)相连，口门(2)位于装置的头部，水泵(3)通过管道与口门(2)相连接，稳流栅(4)放置在口门(2)后方，可伸缩结构(10)位于分流后的河道处，挡水板(5)是防水隔板(1)的一部分，其后与分流结构相连接，测流结构在整体装置上方移动进行测流。2.如权利要求1所述的分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，分流结构选择开角处分流和分汊角处分流。3.如权利要求1所述的分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，分流结构包括合页(6)、可伸缩板(7)、滑槽(8)和边壁板(9)；可伸缩板(7)与合页(6)铰接，可伸缩板(7)与固定边壁板(9)之间通过滑槽(8)连接，可伸缩板(7)一端通过合页(6)与挡水板(5)活动链接，另一端与水槽边壁板(9)相连，通过滑槽(8)移动位置后再进行固定。4.如权利要求3所述的分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，可伸缩板(7)采用pvc材质。5.如权利要求1所述的分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，测流结构包括流速仪(11)和移动支架(12)；流速仪(11)的垂向伸缩杆可伸缩高度为水槽最大高度，两侧的伸缩杆与水槽之间可以滑动，伸缩杆之间通过有刻度的木杆相连，流速仪通过移动支架(12)进行横向移动，利用固定螺丝进行位置确定，然后进行测量。6.如权利要求1所述的分汊河道的模拟实验装置，其特征在于，可伸缩结构(10)包括若干平行四边形支架。

技术总结
本发明公开了一种分汊河道的模拟实验装置，包括：防水隔板、口门、水泵、稳流栅、挡水板、分流结构、可伸缩结构和测流结构。本发明能够在实验室还原天然河道中水流流速的测量，并且可以调整不同角度和宽度比，适用于各种分汊角的河道，可根据不同河道的角度进行调整，实现实际与试验的同比例，提高实验的准确性和与效率。率。率。


技术研发人员：潘浩 余志斌 吴一鸣 陈雪 孔梦婕 苏敏 周曾
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.10.13
技术公布日：2023/1/24