河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体制造技术

河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，所述的清淤结构体上部为前后均为平面的板体，板体的前后平面相平行，在板体上开设有多个过流冲沙孔，所述的过流冲沙孔为圆形或矩形或梯形或锥形或三角形。本结构体基础实验装置进行清淤实验研究，以不断完善和丰富利用水体自身进行沉淤泥沙清淤的主动性清淤法的研究。

【技术实现步骤摘要】
河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体
本技术涉及河渠道清淤研究模型，特别涉及河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，属于实验研究模型

技术介绍
国内诸多江河道、引水渠道及城市内河多存在不同程度的泥沙沉淤现象。泥沙沉积最直接的影响因素就是水流携沙能力的降低，在沉淤泥沙清理研究领域中，通过长期实践的积累，也渐渐形成了通过水利工程泄洪排沙（如小浪底水利工程）和机械清淤两种类型，利用水利工程泄洪排沙法是通过提高水流携沙能力的一种主动式清淤法，申请人经过研究，在中国专利申请号2020202027531（名称：一种河道或渠道清淤实验基础装置）率先提出“一种河道或渠道清淤实验基础装置”。该清淤实验基础装置仅为广大学者在清淤实验研究中提供一种便捷的基础条件，并不包含具体的清淤结构体，还需要凭借广大研究人员的创造性不断丰富该研究领域的内容，为给该领域的研究学者进行实验研究提供参考，申请人所在科研团队亦接着研究了若干清淤结构体。申请人已对该系列结构进行了初探实验研究，实验组较对照组具有明显高的清淤影响，因结构模型的工程实践涉及工程体各个具体参数的确定，参数的确定是一系列实验探究得出的最优值或范围。所以，本申请提出的模型体暂且仅涉及实验研究范畴，通过后期的系统性实验研究，为工程结构体的实践应用提供科学指导。关于本结构体最优参数值或范围的确定以及其他清淤结构模型的科学探究，有待同众学者在日后共同努力。
技术实现思路
本技术的目的在于在上述的河道或渠道清淤实验基础装置的研究开发基础上，提供与之配套的清淤结构体，能够进一步的用于清淤实验研究。为实现本技术的目的，采用了下述的技术方案：河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，所述的清淤结构体上部为前后均为平面的板体，板体的前后平面相平行，在板体上开设有多个过流冲沙孔，所述的过流冲沙孔为圆形或矩形或梯形或锥形或三角形。进一步的，所述的多个过流冲沙孔为一行或上下多行，若为多行，过流冲沙孔呈矩阵式或者为“品”字形排列。本技术的积极有益技术效果在于：本结构体可结合上述的基础实验装置进行清淤实验研究，为该领域的实验研究提供了新的途径方法和思路，通过提出一种清淤结构为广大研究学者提供切入点，以不断完善和丰富利用水体自身进行沉淤泥沙清淤的主动性清淤法的研究。附图说明图1是本清淤结构体的一种示意图。图2是本清淤结构体结合在实验槽上的示意图。图3是过流冲沙孔的部分示意图。具体实施方式为了更充分的解释本技术的实施，提供本技术的实施实例。这些实施实例仅仅是对本技术的阐述，不限制本技术的范围。结合附图对本技术进一步详细的解释，附图中各标记为：100：清淤结构体；1：梯形；2：迎水面；3：背水面；4：板体；5：过流冲沙孔；6：实验槽；7：矩形孔；8：三角形孔；9：梯形孔；10：锥形孔。如附图所示，河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，清淤结构体如100所示，所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，1所示为梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面2和背流面3，所述的清淤结构体上部为前后均为平面的板体4，板体的前后平面相平行，在板体上开设有多个过流冲沙孔5，所述的过流冲沙孔为圆形或矩形或梯形或锥形或半圆形或三角形。图3中示出了其它四种不同形状的过流冲沙孔。所述的多个过流冲沙孔为一行或上下多行，若为多行，过流冲沙孔呈矩阵式或者为“品”字形排列。本清淤结构图的左右两侧面与实验槽的两侧壁相适应配合。本清淤结构体的设计从山洪泥石流地质灾害防治研究中得到了思路，以山洪泥石流工程防治措施中极为常见的拦沙坝工程结构为启发而提出。其中，泥石流拦沙坝分为透水性拦沙坝和不透水性拦沙坝，前者是基于工程实践过程中为降低坝前堆积体静水压力以提高坝体稳定性等原因由后者优化而来，拦沙坝在山洪泥石流防治领域中的应用则来源于为调洪、蓄水、发电等需求建设的水工坝。水工坝最为直接的表现是蓄水，拦沙坝主导作用是拦沙排水，而本申请提出的清淤结构体的作用是导水、扰动水体，以此提高水体紊动性、携沙能力。相较本专利提出的清淤结构体，拦沙坝和水工坝都是利用其大型结构体尺寸产生的库容进行目的物拦截（拦沙坝拦沙、水工坝拦水），而本结构则是安置于河渠道内部，结构体完全浸没于水环境中，利用结构体的扰动提高水体的紊动性，最终的宏观表现为提高水流的携沙能力。本申请的顶封式清淤结构的实验模型体是一个下部断面为梯形、上部断面的矩形的结构体，整个结构体的实验模型可由钢铁板、塑料板、木板等材料加工而成。基于当下实验研究槽段断面一般为矩形或梯形断面，该专利反映的结构体横断面取梯形面。结构体下部是实体结构，其作用主要有二：1）增大结构体自身的重力，增强结构体在水环境下的稳定性；2）携沙水流在结构体的影响下会加大对河床、渠道底部的冲刷侵蚀，下部实体结构将有效防止水体对河渠道产生过渡清淤结果；3）下部实体结构会影响河渠道上游区一定范围，并在该范围内允许一定的泥沙淤积，沉淤的泥沙进一步又可有效保护河渠道底部免受侵蚀。结构体上部为矩形断面，且增设过流冲沙孔，过流冲沙孔有以下作用：1）基于本结构体是存在于水下环境，利用垂向上的水压力，增强水体流经过流冲沙孔的流速，加强水体扰动，提高水体携沙能力；2）该结构体的增设将明显提高该结构处及上游方向的水位，降低河渠道的过流断面面积，过流冲沙孔将增强结构体断面的过流能力，尽力降低上述不良因素。该结构体的下部为梯形断面，即梯形底角为锐角,原因定性描述如下：1）结构体迎流面坡度比降“1：i”（i＞0）；结构体迎流面呈倾斜态较直立态更加有效降低结构体在上游方向附近的水体回流扰动，有利于保留水体原有动能；结构体迎流面呈倾斜态有利于承受更多来自其正上方的静水压力，更加有利于结构体的抗滑、抗倾覆能力。2）结构体背流面坡度比降“1：j”（j＞0），结构体背流面呈倾斜态较直立态更加有效降低水体越过结构体产生“瀑布”效应的水体消能，有利于保留水体越过结构体后动能；结构体背流面呈倾斜态较直立态更加有利于结构体的抗倾覆能力。水流流经过流冲沙孔后所具有的水流携沙能力同过流冲沙孔的尺寸、形态及过流冲沙孔处的水头差等因素有关。然考虑到过流冲沙孔处的水头差受河渠道断面面积及上游来流流量有关，且一般而言，特定的河渠道上游来流流量在短期之内较为稳定，长期而言呈较稳定或渐变的变量。故在此暂不考虑水头差因素的影响。为了更好地比较不同过流冲沙孔的影响能力，暂定相等或相近过流断面面积或过流湿周为孔体定量，孔体形态为变量。在未经大量实验探究以得出最优断面形态的前提下，暂推荐泥石流拦沙坝防护工程中，透水性拦沙坝常见的一些排水孔形态，除此之外，过流冲沙孔在结构体上方的安置方式可为“矩阵式”或“品字形”排列。且在结构体靠近河渠道的两个边缘区不应设置或尽量少设置过流冲沙孔，如此可有效降低结构体两侧近河渠道边坡的水动力强度，以保护河渠道边坡受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，其特征在于：所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，所述的清淤结构体上部为前后均为平面的板体，板体的前后平面相平行，在板体上开设有多个过流冲沙孔，所述的过流冲沙孔为圆形或矩形或梯形或锥形或三角形。/n

【技术特征摘要】
1.河渠道清淤实验研究用顶封式清淤结构体，其特征在于：所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，所述的清淤结构体上部为前后均为平面的板体，板体的前后平面相平行，在板体上开设有多个过流...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢湘平，王小军，房清锋，高习鸿，付裕，杜明凯，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41