一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法技术

一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法，包括实验水槽，该实验水槽在其一侧的底部开设有向下凸出的排泥槽，该排泥槽的底部为向下倾斜的排泥斜面，该排泥斜面的底部设置有排泥阀，而在靠近该排泥槽的实验水槽槽壁处设置有进水阀；实验水槽在内部设置有一浮泥实验内槽组件，该浮泥实验内槽组件的一端由一设置在实验水槽外部的升降组件牵引提升，将浮泥实验内槽组件在实验水槽内调节坡度倾斜，浮泥实验内槽组件的浮泥随之倾斜并运动，对浮泥进行运动特性进行采集和分析，本发明专利技术结构简单，使用方便，能够快速地开展浮泥密度、厚度以及下界面坡度等因素对其运动特性影响的实验，且实验效率高。且实验效率高。且实验效率高。

An experimental flume and method for studying the motion characteristics of floating mud

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法


[0001]本专利技术涉及实验设备、
，具体的说是涉及泥沙研究领域的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法。

技术介绍

[0002]目前，随着城市扩张脚步的加快，经常需要对海岸、河口等临水地区进行开发，而在开发过程中经常会碰到浮泥，所谓的浮泥是指水流挟带的泥沙在河口及海岸地区落淤后，细粉砂的密实过程进行的非常缓慢，其中在落淤初期容重很小，具有一定流动性的高含沙量悬浮体称为浮泥，浮泥是海岸地区、淤泥质河口特有的一种泥沙现象，浮泥问题往往不仅关系到工程开发质量，有时甚至决定该地区是否可以开发利用。
[0003]由于每个地方的浮泥的物质组成、周围环境不同，导致其运动特性也往往有很大差别，所以在解决浮泥的具体问题时往往关注浮泥密度、浮泥厚度以及下界面坡度等因素对浮泥运动特性的影响规律，而开展这些问题的研究最可靠的办法就是开展相关实验。
[0004]现有技术下，在室内开展浮泥运动特性实验一直是个难点问题，关键问题在于缺少简便实用的设备，且浮泥组成复杂、周围环境不同等各种因素影响较大，所以现有技术下的浮泥运动特性实验往往需要在不同设备上进行分别实验，其实验效率之低可想而知，而如何解决这个问题，一直受到广大水利科研工作者的关注。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法，能够方便快捷地开展浮泥密度、厚度以及下界面坡度等因素对其运动特性影响的实验，且操作简便，实验效率高。
[0006]本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法，其具体如下所述：
[0007]一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，包括实验水槽，其特征在于：
[0008]所述的实验水槽在其一侧的底部开设有向下凸出的排泥槽，该排泥槽的底部为向下倾斜的排泥斜面，该排泥斜面的底部设置有排泥阀，而在靠近该排泥槽的实验水槽槽壁处设置有进水阀；
[0009]所述的实验水槽在内部设置有一浮泥实验内槽组件，该浮泥实验内槽组件的一端由一设置在实验水槽外部的升降组件牵引提升，将浮泥实验内槽组件在实验水槽内调节坡度倾斜，浮泥实验内槽组件的浮泥随之倾斜并运动，对浮泥进行运动特性进行采集和分析。
[0010]实验水槽固定不动且需要承受水压，故由透明且较厚的有机玻璃制成，而浮泥实验内槽组件可动且承受水压较低，故由透明且较薄的有机玻璃制成。
[0011]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的浮泥实验内槽组件包括实验内槽、可折叠的透明软管、进泥阀、浮泥阻挡插板、水平转轴和牵引轴，其中，实验内槽呈水平式的设置在实验水槽的内部，实验内槽一侧封闭，另一侧开口，实验内槽靠近封闭一侧的底部开设有向下凸出的水下储泥槽，该水下储泥槽的底部通过透明
软管与设置在实验水槽槽壁处的进泥阀连通，浮泥阻挡插板则垂直设置在实验内槽内，将水下储泥槽与实验内槽的其他槽内空间隔离，水平转轴设置在实验内槽开口一侧的底部并与实验水槽固定连接，而牵引轴则设置在实验内槽封闭一侧的顶部，该牵引轴与升降组件连接并受其牵引提升，即，实验内槽受到升降组件的牵引提升时，实验内槽以水平转轴为中心在实验水槽内从水平状态变为倾斜状态。
[0012]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的浮泥阻挡插板的板身上部开设有排水孔。
[0013]排水孔的设置目的在于调整实验内槽坡度时保持浮泥阻挡插板两侧的水位一致。
[0014]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的水平转轴在外槽轴孔上装有限位密封盖。
[0015]该限位密封盖一方面限制转轴发生轴向运动，另一方面防止槽内水体通过轴孔外漏。
[0016]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的实验内槽设置在实验水槽的内部时，实验内槽的底部高于实验水槽的底部15～25cm。
[0017]此处目的在于，预留了安装空间给透明软管和进泥阀。
[0018]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的实验内槽设置在实验水槽的内部时，其设置牵引轴的一侧距离实验水槽槽壁20～30CM，而实验内槽的另一侧位于排泥槽的上方。
[0019]此处目的在于，实验内槽一侧预留了牵引提升的空间，防止实验内槽与实验水槽槽壁碰擦，实验内槽另一侧只需位于排泥槽的上方即可，浮泥倾斜时能倒入该排泥槽。
[0020]根据本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的升降组件包括升降架、升降电机和牵引索，其中，升降架设置在实验水槽的外部，该升降架高度可调，升降架上设置有升降电机，升降电机通过牵引索与浮泥实验内槽组件的牵引轴连接，对实验内槽牵引提升。
[0021]一种浮泥运动特性的实验方法，基于上述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其具体步骤如下：
[0022]1)注入清水：
[0023]关闭进泥阀和排泥阀，通过进水阀，往实验水槽内注入清水，到达预定水位后关闭进水阀；
[0024]2)调节实验内槽的坡度：
[0025]通过调节升降架的高度和启动升降电机带动牵引索牵引提升实验内槽绕着水平转轴转动，从而改变实验内槽的初始底部坡度，该初始底部坡度即为浮泥运动的下界面坡度，调整完毕后固定升降架；
[0026]3)加注浮泥：
[0027]先插入实验内槽的浮泥阻挡插板，将水下储泥槽与实验内槽的其他槽内空间隔离，然后打开进泥阀，将实验用的浮泥通过进泥阀和透明软管往水下储泥槽里加注，在加注的过程中，水下储泥槽处的实验内槽空间里的清水会通过浮泥阻挡插板板身上部开设的排水孔往外排出，始终保持浮泥阻挡插板两侧的水位一致，而水下储泥槽里的浮泥逐渐增多并溢出至实验内槽内，待浮泥加注数量到达预期目标后，关闭进泥阀；
[0028]4)浮泥运动特性实验：
[0029]快速拔出浮泥阻挡插板，由于实验内槽为倾斜状态，原先被浮泥阻挡插板阻挡的浮泥由于重力就会流出，并贴着实验内槽槽底往低处也就是实验内槽开口处运动直至落入排泥槽，浮泥运动过程可以通过摄像全程采集、分析，进行浮泥运动特性实验；
[0030]5)浮泥收集：
[0031]实验结束后，由于浮泥的密度比水大，加上排泥槽开设的排泥斜面，故浮泥会很快聚集在排泥斜面的底部，此时，打开排泥阀就可以方便地快速收集浮泥；
[0032]6)实验结束维护：
[0033]关闭排泥阀，再打开进泥阀和进水阀注入清水清洗透明软管、水下储泥槽、实验内槽及实验水槽的各处，清洗结束后关闭进泥阀和进水阀，然后再打开排泥阀排出污水，此步骤可反复多次，直至将槽内清洗完毕并清空水体。
[0034]使用本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法获得了如下有益效果：
[0035]1.本专利技术的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽及实验方法结构简单，使用方便，能够快速地开展浮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，包括实验水槽(1)，其特征在于：所述的实验水槽(1)在其一侧的底部开设有向下凸出的排泥槽(1a)，该排泥槽的底部为向下倾斜的排泥斜面(1a1)，该排泥斜面的底部设置有排泥阀(1a2)，而在靠近该排泥槽的实验水槽槽壁处设置有进水阀(1b)；所述的实验水槽(1)在内部设置有一浮泥实验内槽组件(A)，该浮泥实验内槽组件的一端由一设置在实验水槽外部的升降组件(B)牵引提升，将浮泥实验内槽组件在实验水槽内调节坡度倾斜，浮泥实验内槽组件的浮泥随之倾斜并运动，对浮泥进行运动特性进行采集和分析。2.如权利要求1所述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的浮泥实验内槽组件(A)包括实验内槽(A1)、可折叠的透明软管(A2)、进泥阀(A3)、浮泥阻挡插板(A4)、水平转轴(A5)和牵引轴(A6)，其中，实验内槽呈水平式的设置在实验水槽(1)的内部，实验内槽一侧封闭，另一侧开口，实验内槽靠近封闭一侧的底部开设有向下凸出的水下储泥槽(A1a)，该水下储泥槽的底部通过透明软管与设置在实验水槽槽壁处的进泥阀连通，浮泥阻挡插板则垂直设置在实验内槽内，将水下储泥槽与实验内槽的其他槽内空间隔离，水平转轴设置在实验内槽开口一侧的底部并与实验水槽固定连接，而牵引轴则设置在实验内槽封闭一侧的顶部，该牵引轴与升降组件(B)连接并受其牵引提升，即，实验内槽受到升降组件的牵引提升时，实验内槽以水平转轴为中心在实验水槽内从水平状态变为倾斜状态。3.如权利要求2所述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的浮泥阻挡插板(A4)的板身上部开设有排水孔。4.如权利要求2所述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的水平转轴(A5)在外槽轴孔上装有限位密封盖(A5a)。5.如权利要求2所述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的实验内槽(A1)设置在实验水槽(1)的内部时，实验内槽的底部高于实验水槽的底部15～25cm。6.如权利要求2所述的一种用于研究浮泥运动特性的实验水槽，其特征在于，所述的实验内槽(A1)设置在实验水槽(1)的内部时，其设置牵引轴(A6)的一侧距离实验水槽槽壁20～30CM，而实验内槽的另一侧位于排泥槽(1a)的上方。7.如权利要求1所述的一种用于研...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘猛，张宏伟，胡志锋，郭文华，
申请(专利权)人：上海河口海岸科学研究中心，
类型：发明
国别省市：