The invention relates to a slope runoff simulation device, which comprises a water supply system, a water tank and a recording system. Among them, the flume includes steady flow section, energy dissipation section, gate a and gate B. the flume adopts river sand with uniform particles to arrange regularly on the plexiglass plate to make the roughness plate or 3D printing technology to design the roughness plate by itself, which can simulate a variety of slope conditions; the flume supports the whole flume with a lifting bracket, which can adjust the height at will on the bracket to achieve the purpose of simulating different slopes; the same as At the same time, the forebay and energy dissipation area are set at the front of the water tank to alleviate the kinetic energy interference caused by the excessive water supply flow.
【技术实现步骤摘要】
一种坡面径流模拟装置及其使用方法
本专利技术涉及一种水流模拟装置,特别是一种坡面径流模拟装置及其使用方法。
技术介绍
当前由于人类活动的影响,对流域坡面造成了人为干扰,从而对坡面流的形成及汇流过程产生较大影响,降雨与坡面径流的响应关系变得异常,加剧了暴雨、洪水的发生,并容易引发水文地质灾害,造成巨大的经济损失,因此对坡面径流的研究显得尤为重要。现有技术中,对于坡面径流的研究主要是利用室内模拟装置,实验一般设置不同坡度的水槽,并在水槽内铺设用以模拟流域坡面状况的装置,通过人工放水或人工的降雨来模拟坡面水流,观察坡面水流的不同状况。而由于铺设材料的单一,无法模拟多种坡面状况。同时现有技术中在改变坡面坡度时,底部铺设的砂石或植被容易被水流冲刷,导致模拟结果产生较大的误差。专利CNC104535295B中采用坡度不可调的水平多段水槽进行模拟实验,并在实验段铺设多孔板,在多孔板上插设有仿真模型和塑料棒,并通过设置在高位的水箱送水。虽然其可以模拟多种状况的坡面环境,但其采用控制供水箱水位稳定的方式来控制供水流量,在出水口并未设置供水流量的检验装置,难以保证供水的准确性;同时其水槽内被分为三部分:平水段、下沉段和量水段,供水时进水装置水满后直接溢流进入平水段,当供水流量较大时,会产生较大的动能,给进入水槽的水流带来较强的干扰;并且水槽坡度唯一,难以模拟多种坡度下的坡面流;而其使用在多孔板上插入塑料棒或构筑物模型的方式进行坡面状况的模拟,虽然构筑物可以完全按照实物模型进行缩小,但是构筑物模型的糙率和实物的糙率之间的关 ...
【技术保护点】
1.一种坡面径流模拟装置,包括供水系统、水槽和记录系统,其特征在于:供水系统、水槽和记录系统从右至左依次安装在支架上,所述供水系统包括水泵、变频器、电子流量计,电子流量计放置于水泵与水槽之间的输水管中,变频器控制水泵的驱动机构,所述水槽包括稳流段、消能段、闸门A、闸门B,其中闸门A、闸门B之间形成实验段,且稳流段、消能段、闸门A、闸门B从供水系统侧依次从右向左布置,且所述的消能段与稳流段通过隔板隔开,所述记录系统由流量观测装置和数据记录装置组成,流量观测装置由三角堰和水位自记装置组成,其中流量观测装置和数据记录装置通讯连接,所述消能段包括两块挡板和粗孔海绵,粗孔海绵放置于两块档板之间,所述实验段内铺设糙率板,其中糙率板可拆卸的设置在试验段。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种坡面径流模拟装置,包括供水系统、水槽和记录系统,其特征在于:供水系统、水槽和记录系统从右至左依次安装在支架上,所述供水系统包括水泵、变频器、电子流量计,电子流量计放置于水泵与水槽之间的输水管中,变频器控制水泵的驱动机构,所述水槽包括稳流段、消能段、闸门A、闸门B,其中闸门A、闸门B之间形成实验段,且稳流段、消能段、闸门A、闸门B从供水系统侧依次从右向左布置,且所述的消能段与稳流段通过隔板隔开,所述记录系统由流量观测装置和数据记录装置组成,流量观测装置由三角堰和水位自记装置组成,其中流量观测装置和数据记录装置通讯连接,所述消能段包括两块挡板和粗孔海绵,粗孔海绵放置于两块档板之间,所述实验段内铺设糙率板,其中糙率板可拆卸的设置在试验段。
2.根据权利要求1所述的一种坡面径流模拟装置,其特征在于:所述隔板、消能段的两块挡板均设有小孔,且隔板的小孔、沿水流方向消能段的两块挡板的小孔依次减小。
3.根据权利要求2所述的一种坡面径流模拟装置,其特征在于:所述支架包括前支撑架和后支撑架,后支撑架上间隔设有通孔,可通过在不同高度固定螺丝来控制水槽使其呈现出不同的坡度。
4.根据权利要求3所述的一种坡面径流模拟装置,其特征在于:所述糙率板为布设沾有不同尺寸河砂的糙率板或3D打印有不同排列组合形状的糙率板。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种坡面径流模拟装置,其特征在于:所述水槽为中空无盖矩形,且稳流段的前壁上设置有进水口,靠近闸门B的一端为敞口出水口。
6.根据权利要求5所述的一种坡面径流模拟装置,其特征在于:所述水位自记装置为三角堰外侧与堰连通的管道内置位移传感器。
技术研发人员:程娅姗,王中根,刘恩民,黄振,叶翔宇,靳胜强,
申请(专利权)人:中国科学院地理科学与资源研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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