一种堰塞湖模拟装置的制作方法

本实用新型涉及地质灾害教育技术领域，具体为一种堰塞湖模拟装置。

背景技术：

堰塞湖的形成具有多种原因，比如地震，泥石流等等。形成的堰塞湖可能会蓄积巨大的势能，对下游的人类社会的生产生活产生非常大的威胁。人们往往对堰塞湖缺乏较好的知识储备，不能及时意识到危险性，也不能及时理解和采取合适的解决该自然灾害的方式。

堰塞湖的形成有四个过程，一是原有的水系；二是原有水系被堵塞物堵住；三是河谷、河床被堵塞后，流水聚集并且往四周漫溢；四是储水到一定程度便形成堰塞湖。

随着堰塞湖水位不断升高，堵塞物受冲刷、侵蚀、溶解，一旦堵塞物被破坏，堰塞湖决口甚至崩塌，湖水倾泻而下，对下游形成洪峰，冲毁城镇、企事业单位、工厂、矿山、乡村，造成人畜伤亡，破坏房屋及其他工程设施，破坏农作物、林木及耕地，处置不当会引发重大灾害。

加强对堰塞湖自然灾害的教育，特别是通过模拟感强的体验式教育，能够加深人们对堰塞湖危害的直观认识，对于加强人们的生态保护意识，具有十分重要的意义。

目前尚无以体验式科普教育为目的的堰塞湖模拟装置。因此，亟需设计一种能够充分展示堰塞湖发生的原因和过程，揭示堰塞湖所造成的危害的模拟展示装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟堰塞湖发生过程、产生危害、治理方式的展示装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案包括以下内容：

实施方式1.一种堰塞湖模拟装置，其包括：倾斜度大于10°的模拟河道，位于所述模拟河道两侧的模拟山脉，任选的位于所述模拟河道和所述模拟山脉之间的过渡区域，设置在所述模拟山脉上和/或所述过渡区域上的模拟人类生产生活资料，和流体供给装置，所述流体供给装置的出口与所述模拟河道的上游入口连接，用于供给流体；

其特征在于，还包括阻挡装置，所述阻挡装置能够设置于至少部分所述模拟人类生产生活资料的上游，阻塞所述模拟河道，并且延伸至两侧的所述模拟山脉，形成高于所述模拟河道的坝体，使得所述坝体的上游形成堰塞湖区。

实施方式2.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，还包括：流体收集装置，所述模拟河道的下游出口与所述流体收集装置连接。

实施方式3.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述流体供给装置包括高位容器、泵、流体抽吸管道和流体输送管道；所述流体抽吸管道一端与所述泵连接，另一端与所述流体收集装置连接；所述流体输送管道一端与所述泵连接，另一端与所述高位容器连接。

实施方式4.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述阻挡装置的下表面能够与所述模拟河道、所述模拟山脉，以及所述过渡区域形状匹配形成坝体，所述阻挡装置的下表面设置有凸起，在所述模拟河道、所述模拟山脉，或所述过渡区域上设置有与所述凸起对应的凹槽，所述凸起与所述凹槽形状匹配，从而在插接时实现对所述阻挡装置的固定。

实施方式5.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述倾斜度为相对于水平面倾斜10度至70度，例如相对于水平面倾斜30度至60度。

实施方式6.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述阻挡装置上设置有至少一个可调整开闭状态的缺口。

实施方式7.根据实施方式6所述的模拟装置，其特征在于，所述缺口位于所述阻挡装置的侧面和/或对应于所述模拟河道的位置，在位于所述阻挡装置侧面的所述缺口还连接有对应的模拟泄洪河道。

实施方式8.根据实施方式7所述的模拟装置，其特征在于，所述阻挡装置上所述缺口的开口大小是可以调整的，所述缺口的开口大小的调整通过采用如下两种结构中的至少一种实现：

一、所述阻挡装置为一体式结构，在需要设置所述缺口的位置设置开孔，在所述开孔的内侧表面上设置凹槽，所述凹槽的上沿纵向贯穿所述阻挡装置形成插槽，将形状匹配的遮挡片插入所述插槽，从而可以通过调整所述遮挡片的高度实现所述缺口大小的调整；

二、所述阻挡装置为分体式结构，由两个或以上结构单元相互拼接组成，通过移动一个或者多个所述结构单元，改变所述结构单元之间的相对位置关系形成所述阻挡装置上的所述缺口，从而可以通过移动所述结构单元的相对幅度实现所述缺口大小的调整。

实施方式9.根据实施方式8所述的模拟装置，其特征在于，所述阻挡装置为分体式结构，所述阻挡装置的所述结构单元之间的接触面上对应设置有相互匹配的导轨和卡槽结构，实现不同所述结构单元之间的卡接和滑动。

实施方式10.根据实施方式9所述的模拟装置，其特征在于，所述接触面为矩形平面，所述导轨和所述卡槽的截面为梯形。

实施方式11.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述模拟人类生产生活资料包括以下的至少一个：模拟建筑物，模拟汽车，模拟植物，模拟村庄，模拟城镇，模拟动物。

实施方式12.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，还包括模拟天气的装置，所述模拟天气的装置选自以下设备中的至少一种：模拟降雨的装置、模拟风的装置，模拟雷电的装置。

实施方式13.根据实施方式1所述的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括能够产生晃动效果的底座和/或照明设备。

实施方式14.一种堰塞湖灾害的展示方法，其特征在于，采用实施方式1至13中任一项所述模拟装置，进行如下步骤：

步骤一：所述流体供给装置向所述模拟河道供给流体，安装所述阻挡装置，使所述流体在所述堰塞湖区不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：移除所述阻挡装置，使所述堰塞湖区内的流体冲击下游的模拟人类生产生活资料，从而展示堰塞湖崩塌造成的灾害，完成冲击阶段。

实施方式15.一种堰塞湖治理的展示方法，其特征在于，采用实施方式6至10中任一项所述模拟装置，进行以下所述的步骤一和步骤二和/或步骤三，

步骤一：所述流体供给装置向所述模拟河道供给流体，安装所述阻挡装置，使所述流体在所述堰塞湖区不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：开启所述阻挡装置位于侧面的所述缺口，使所述堰塞湖区内的流体流出和/或通过所述模拟泄洪河道排出，从而展示堰塞湖的治理过程；

步骤三：开启所述阻挡装置对应于所述模拟河道的位置的所述缺口，使所述堰塞湖区内的流体流出进入模拟河道的下游，从而展示堰塞湖的治理过程。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在各个环节以模拟自然环境为特征，能使观众真实感受堰塞湖产生的直接危害，本实用新型可以进一步地结合灯光、声音、影像、解说、晃动等辅助手段，更加接近真实地模拟堰塞湖发生与治理过程，能够实现良好的科普效果和警示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对说明书附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1是根据本申请的堰塞湖模拟装置示意图。

图2是根据本申请阻挡装置示意图。

图3是根据本申请的另一种阻挡装置示意图。

附图标记说明：图中，1-模拟河道，2-模拟山脉，21-过渡区域，3-模拟人类生产生活资料，31-模拟建筑物，32-模拟汽车，33-模拟植物，34-模拟村庄，35-模拟城镇，36-模拟动物，4-流体供给装置，41-高位容器，42-泵，43-流体抽吸管道，44-流体输送管道，5-阻挡装置，51-结构单元，52-接触面，53-导轨，54-卡槽，6-堰塞湖区，7-流体收集装置，8-凸起，9-凹槽，10-缺口，101-开孔，102-插槽，103-遮挡片，11-模拟泄洪河道。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本申请中，除非特别指出或者根据上下文的理解可以得出不同的含义，否则各个术语具有本领域通常理解的含义。

本申请一方面提供一种堰塞湖模拟装置，其包括：

倾斜度大于10°的模拟河道，位于所述模拟河道两侧的模拟山脉，任选的位于所述模拟河道和所述模拟山脉之间的过渡区域，设置在所述模拟山脉上和/或所述过渡区域上的模拟人类生产生活资料，和流体供给装置，所述流体供给装置的出口与所述模拟河道的上游入口连接，用于供给流体；

其特征在于，还包括阻挡装置，所述阻挡装置能够设置于至少部分所述模拟人类生产生活资料的上游，阻塞所述模拟河道，并且延伸至两侧的所述模拟山脉，形成高于所述模拟河道的坝体，使得所述坝体的上游形成堰塞湖区。

本申请涉及的装置包含了模拟真实环境中堰塞湖形成的条件，所述模拟河道模拟原有的水系，所述阻挡装置模拟对原有水系的堵塞过程，流水被堵塞后在向着模拟山脉之间的河谷形成的堰塞湖区域漫溢，随着水位不断升高形成堰塞湖。在真实的自然环境中，随着水位的持续升高，堵塞体不断受到河水的冲刷、侵蚀、溶解，此时堰塞湖对下游区域的安全构成威胁，需要根据具体的情况展开针对性排险，如果处置不当，大量洪水瞬间爆发将会给下游带来严重的后果。为了便于充分展示堰塞湖产生的不同程度的危害后果以及不同的处置方法，本申请中对于堵塞体的演变分成崩塌、决口以及泄洪三种方式，其中崩塌是指构成堵塞体的岩块、土体突然急剧的倾落运动，堵塞体的全部或者大部分被堰塞湖不断上升的水位瞬间冲毁，是能够产生最强破坏力的形式；决口是指堵塞体在河水的冲刷下逐渐形成缺口，此时需采用工程措施进行排险，加快堰塞湖排水并使决口处水流回归原河道，是一种被动治理模式；泄洪是指为防止堰塞湖水漫洪溢向下游泄洪区排水，是避免堵塞体崩塌而采取的一种主动排险治理方式。

在一些实施方式中，用于模拟堵塞体的所述阻挡装置是可活动的，其包含两层意思：一是所述阻挡装置相对于本申请所涉及装置的其他部件是可产生相对运动的；二是所述阻挡装置作为模拟堰塞湖产生与发展、造成危害或者科学排险等不同方式的关键部件，在一些优选的的实施方式中，组成所述阻挡装置的不同部件之间是可产生相对运动的，这将在后面的一些具体实施方式中做进一步详细的说明。

在一些实施方式中，所述模拟装置还包括流体收集装置，所述模拟河道的下游出口与所述流体收集装置连接，达到流体循环使用的目的。本申请中所述流体通常为水，但在一些优选的实施方式中，为了更加接近自然灾害下的真实场景，所述流体可采用泥和水的混合物，或者是加入辅助制剂的其他流体，例如加入特定染料或者是增稠剂的流体。本申请的一些实施方式中设置流体收集装置可避免流体的浪费，实现流体循环使用的效果。

本申请中的“连接”并不限定为所述模拟装置不同部件之间的直接接触，在一些特别的设置中，不同部件之间虽然没有直接接触，但只要满足了流体在不同部件之间的流动即视为本申请所述的“连接”。例如所述流体供给装置的出口与所述模拟河道的上游入口之间的连接，例如所述模拟河道的下游出口与所述流体收集装置连接，例如所述流体输送管道与所述高位容器连接，即使两个连接部件之间并没有直接接触，但只要流体能顺利流经上述部件即视为连接。

在一些实施方式中，所述流体供给装置包括高位容器、泵、流体抽吸管道和流体输送管道；所述流体抽吸管道一端与所述泵连接，另一端与所述流体收集装置连接；所述流体输送管道一端与所述泵连接，另一端与所述高位容器连接。

作为所述阻挡装置的一种优选实施方式，在一些实施方式中，所述阻挡装置的下表面能够与所述模拟河道、所述模拟山脉，以及所述过渡区域形状匹配形成坝体，所述阻挡装置的下表面设置有凸起，在所述模拟河道、所述模拟山脉，或所述过渡区域上设置有与所述凸起对应的凹槽，所述凸起与所述凹槽形状匹配，从而在插接时实现对所述阻挡装置的固定。

在一些实施方式中，所述模拟河道的倾斜度为相对于水平面倾斜10度至70度，例如相对于水平面倾斜30度至60度。

在一些实施方式中，所述阻挡装置上设置有至少一个可调整开闭状态的缺口，在具备多个所述缺口的情况下，通过开启不同位置的所述缺口能够模拟堰塞湖堵塞体的崩塌、决口以及泄洪。

在一些实施方式中，所述缺口位于所述阻挡装置的侧面和/或对应于所述模拟河道的位置，在位于所述阻挡装置侧面的所述缺口还连接有对应的模拟泄洪河道。在一种具体的实施方式中，崩塌作为一种危险性最高的模拟破坏形式，可以通过快速移除整个所述阻挡装置实现，决口则可以通过开启侧面所述缺口实现，泄洪则可以通过开启对应于所述河道的所述缺口实现。

在一种优选的实施方式中，所述阻挡装置上所述缺口的开口大小是可以调整的，所述缺口的开口大小的调整通过采用如下两种结构中的至少一种实现：

一、所述阻挡装置为一体式结构，在需要设置所述缺口的位置设置开孔，在所述开孔的内侧表面上设置凹槽，所述凹槽的上沿纵向贯穿所述阻挡装置形成插槽，将形状匹配的遮挡片插入所述插槽，从而可以通过调整所述遮挡片的高度实现所述缺口大小的调整；

二、所述阻挡装置为分体式结构，由两个或以上结构单元相互拼接组成，通过移动一个或者多个所述结构单元，改变所述结构单元之间的相对位置关系形成所述阻挡装置上的所述缺口，从而可以通过移动所述结构单元的相对幅度实现所述缺口大小的调整。

在一种优选的实施方式中，所述阻挡装置为分体式结构，所述阻挡装置的所述结构单元之间的接触面上对应设置有相互匹配的导轨和卡槽结构，实现不同所述结构单元之间的卡接和滑动。

在一种优选的实施方式中，所述接触面为矩形平面，所述导轨和所述卡槽的截面为梯形。截面为梯形的所述导轨和所述卡槽的卡接是一种牢固的连接方式，同时具有良好的防渗漏效果。

在一些实施方式中，所述的模拟装置的所述模拟人类生产生活资料包括以下的至少一个：模拟建筑物，模拟汽车，模拟植物，模拟村庄，模拟城镇，模拟动物。本申请中以上场景可以根据展示需求任意组合，达到展示出接近真实的效果即可。

在一些实施方式中，所述的模拟装置还包括模拟天气的装置，所述模拟天气的装置选自以下设备中的至少一种：模拟降雨的装置、模拟风的装置，模拟雷电的装置，使观众产生身临其境的感觉。

在一些实施方式中，所述模拟装置还包括能够产生晃动效果的底座和/或照明设备，用于模拟堰塞湖产生之前的地震或者山体滑坡等山体晃动的感觉。

本申请另一方面提供了一种堰塞湖灾害的展示方法，采用本申请所述模拟装置，进行如下步骤：

步骤一：所述流体供给装置向所述模拟河道供给流体，安装所述阻挡装置，使所述流体在所述堰塞湖区不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：移除所述阻挡装置，使所述堰塞湖区内的流体冲击下游的模拟人类生产生活资料，从而展示堰塞湖崩塌造成的灾害，完成冲击阶段。

本申请进一步提供了一种堰塞湖治理的展示方法，采用本申请所述模拟装置，进行以下所述的步骤一和步骤二和/或步骤三，

步骤一：所述流体供给装置向所述模拟河道供给流体，安装所述阻挡装置，使所述流体在所述堰塞湖区不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：开启所述阻挡装置位于侧面的所述缺口，使所述堰塞湖区内的流体流出和/或通过所述模拟泄洪河道排出，从而展示堰塞湖的治理过程；

步骤三：开启所述阻挡装置对应于所述模拟河道的位置的所述缺口，使所述堰塞湖区内的流体流出进入模拟河道的下游，从而展示堰塞湖的治理过程。

在本申请的另一些展示方法中，在调整所述阻挡装置的所述缺口大小的过程中，伴随着模拟爆炸、模拟挖掘等治理堰塞湖方法的模拟操作行为，这些模拟操作行为并不影响或者并不完全影响形成所述缺口的调整，只是为了展示不同的治理手段。

当然，本申请所述堰塞湖模拟装置的展示方法并没有限制，本领域技术人员了解装置的结构之后，能够根据不同的展示需求采用不同的展示方法，以上所述的方法仅仅是一种示例。

以上所述的范围可以单独使用或者组合使用。通过下面实施例，能够更容易理解本申请。

实施例

实施例1

图1为本申请提供的堰塞湖模拟装置的示意图，如图所示，作为本实用新型的一般设置方法，所述装置包括具有倾斜度大于10°的模拟河道(1)，位于所述模拟河道(1)两侧的模拟山脉(2)，任选的位于所述模拟河道(1)和所述模拟山脉(2)之间的过渡区域(21)，设置在所述过渡区域(21)上的模拟人类生产生活资料(3)，和流体供给装置(4)，所述流体供给装置(4)包括高位容器(41)、泵(42)，以及与所述泵(42)连接的流体抽吸管道(43)和流体输送管道(44)，所述流体供给装置(4)的出口与所述模拟河道(1)的上游入口连接，以及活动的阻挡装置(5)，所述阻挡装置(5)设置于所述模拟人类生产生活资料(3)的上游，阻塞所述模拟河道(1)，并且延伸至两侧的所述模拟山脉(2)，形成高于所述模拟河道(1)的坝体，从而使得所述坝体的上游形成堰塞湖区(6)，还包括与所述模拟河道(1)的下游出口与流体收集装置(7)连接所述流体供给装置(4)的流体入口与所述流体收集装置(7)连接。

所述模拟装置的展示包括如下步骤：

步骤一：所述流体供给装置(4)向所述模拟河道(1)供给水，安装所述阻挡装置(5)，使水在所述堰塞湖区(6)不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：移除所述阻挡装置(5)，使所述堰塞湖区(6)内的水冲击下游的模拟人类生产生活资料(3)，从而展示堰塞湖崩塌造成的灾害，完成冲击阶段。

本实施例可以进一步地结合灯光、声音、影像、解说、晃动等辅助手段，更加接近真实地模拟堰塞湖发生与治理过程，能够实现良好展示效果。

实施例2

图2示出了本申请另一种实施方式下的所述阻挡装置(5)的结构示意图，该实施例下所述堰塞湖模拟装置的设置方法与实施例1基本相同，不同之处在于，该实施例中所述阻挡装置(5)的侧面设置可调整开口大小的所述缺口(10)，所述缺口连接模拟泄洪河道(11)。所述阻挡装置(5)为一体式结构，在需要设置所述缺口(10)的位置开孔(101)，在所述开孔(101)形成的所述阻挡装置内侧表面上设置凹槽，所述凹槽的上沿纵向贯穿所述阻挡装置形成插槽(102)，将形状匹配的遮挡片(103)插入所述插槽(102)，通过调整所述遮挡片(103)的高度实现所述缺口(10)大小的调整。

本实施例中所述模拟装置的展示包括如下步骤：

步骤一：所述流体供给装置(4)向所述模拟河道(1)供给水，安装所述阻挡装置(5)，使水在所述堰塞湖区(6)不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：开启所述阻挡装置(5)位于侧面的所述缺口(10)，使所述堰塞湖区(6)内的水流出或者通过所述缺口(10)和所述模拟泄洪河道(11)排出，从而展示堰塞湖的治理过程。所述阻挡装置(5)在形成所述缺口(10)的过程中，伴随着模拟爆炸、模拟挖掘等治理堰塞湖方法的模拟操作行为。

实施例3

图3示出了本申请另一种实施方式下所述阻挡装置(5)的结构示意图，该实施例下所述堰塞湖模拟装置的设置方法与实施例1基本相同，不同之处在于，该实施例中所述阻挡装置(5)对应于所述模拟河道(1)的位置以及侧面分别设置可调整开口大小的所述缺口(10)(其中侧面缺口与实施例2相同，图中未示出)。所述阻挡装置(5)为分体式结构，由三个结构单元(51)相互拼接组成，所述阻挡装置(5)的所述结构单元之间的接触面(52)上对应设置有相互匹配的导轨(53)和卡槽(54)结构，实现不同所述结构单元(51)之间的卡接和滑动，由此实现所述缺口(10)大小的调整。进一步地，所述接触面(52)为矩形平面，所述导轨(53)和所述卡槽(54)的截面为梯形，能够实现稳固的卡接以及良好的密封效果。

本实施例中所述模拟装置的展示包括如下步骤：

步骤一：所述流体供给装置(4)向所述模拟河道(1)供给流体，安装所述阻挡装置(5)，使所述流体在所述堰塞湖区(6)不断聚集，完成蓄能阶段；

步骤二：开启所述阻挡装置(5)位于侧面的所述缺口(10)，使所述堰塞湖区(6)内的流体流出或者通过所述缺口(10)和所述模拟泄洪河道(11)排出，从而展示堰塞湖的治理过程；

步骤三：开启所述阻挡装置(5)对应于所述模拟河道(1)的位置的所述缺口(10)，使所述堰塞湖区(6)内的流体流出进入模拟河道(1)的下游，从而展示堰塞湖的治理过程。