一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置及其制造方法，包括设置在地上的基座、通过支撑组件架设在基座上的植株固定架、以及排列在植株固定架上的高秆作物植株，植株固定架包括多条直线管，直线管上分布有多个端口；支撑组件包括两块支撑板和一个“U”形插销，两块支撑板相对的设置在基座上，插销设置在其中一块支撑板上，直线管的两端分别与插销和另一块支撑板连接，转动插销带动了直线管旋转，同时改变了固定高秆作物植株的端口的朝向，从而模拟了高秆作物植株的直立状态和倒伏状态；高秆作物植株由真实作物或模拟作物制成，有多棵高秆作物植株设置在植株固定架上。本发明专利技术能够真实模拟各类高秆作物的种植环境和阻水作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置及其制造方法


[0001]本专利技术属于水利工程
，尤其涉及流体力学试验领域，具体为一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]高秆作物具有阻碍行洪的作用，被禁止种植于行洪河道内，但在洪泛区内，玉米、高粱、小麦、向日葵等高秆作物种植区广泛存在。在构建洪泛区二维水动力学模型时，区域糙率是反映对水流阻力影响的一个重要参数，目前由于缺少对高秆作物种植区域糙率的定量研究成果，一般基于洪水发生期间遥感影像判读和现场调查，凭经验来确定高秆作物种植区的区域糙率，方法相对粗糙，难以满足高精度水动力学模拟的需求，因此亟需开展相关试验研究。
[0003]自20世纪初，国内外学者就基于室内水槽试验和原型河道试验对植物水流阻力特性开展了一系列研究，研究重点主要为水生植物，对于农作物，特别是高秆作物的水流阻力作用尚缺少针对性研究。同时，在目前已有的作物试验研究中，也存在以下几个问题：其一在于此类试验通常在室内水槽中进行，所使用模拟装置的尺寸相对原型有较大比例的缩小，导致模型与原型的雷诺数相差很大，试验数据向原型复原时，无法得到参数的实际变化规律；其二在于对模拟植被的材料选择，通常采用金属材质的棒状材料、木棒、PVC管材、PPR管材、竹条等模拟刚性植被，采用PVC条、PE条、胡麻麻丝等模拟柔性植被，并将材料与板材粘连用于模拟种植区，而真实的高秆作物既非绝对刚性也非绝对柔性，其茎秆具有刚性作物的特征，且叶片具有柔性作物的特征；其三，高秆作物植株具有倒伏的特性，而现有的试验装置都缺少模拟这一特性的功能。为此，目前的试验模拟装置无法满足高秆作物流体力学试验的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服以上技术缺陷，开发一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置及其制造方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，包括设置在地上的基座、通过支撑组件架设在基座上的植株固定架、以及排列在植株固定架上的高秆作物植株，所述基座包括矩形框架以及设置在框架上的配重块；所述框架由两条断面为“L”形的纵向连接件和两条长板式的横向连接件对称连接组成，所述植株固定架连接在两条纵向连接件之间，横向连接件上设置有所述配重块；所述植株固定架包括多条相互平行且水平设置的直线管，直线管上沿长度方向等间距分布有多个用于固定所述高秆作物植株的端口；所述支撑组件包括两块竖直的支撑板，两块支撑板相对的连接固定在两条纵向连接件上，支撑板上设置有用于与直线管连接的连接孔，其中一块支撑板上的连接孔插入一个“U”形插销的一个臂、称为连接臂，所述直线管的一端与插销的连接臂连接、另一端与未设置插销的支撑板相连接，在具有插销的支撑板上开设有多个与连接孔距离相
等的调节孔，插销的另一个臂、称为调节臂，调节臂插入其中一个调节孔中，改变调节臂插入的调节孔进而转动了直线管并改变了固定所述高秆作物植株的端口的朝向，从而模拟了高秆作物植株的直立状态和倒伏状态；所述高秆作物植株由真实作物或模拟作物制成，所述真实作物去除根部并保留茎秆部和叶片部，所述模拟作物由长管和固定在长管上的多片叶子形薄膜组成，有多棵高秆作物植株分别设置在所述植株固定架上的多个端口处。
[0006]更进一步，所述纵向连接板由竖直边板和水平边板相互垂直固定制成，在竖直边板上沿长度方向等间距分布有多组第一固定孔，每组的固定孔有两个且上下垂直排列，每块所述支撑板的下部开设有与所述第一固定孔同样的一组第二固定孔，通过用螺杆穿过第二固定孔和第一固定孔将支撑板连接固定在纵向连接件上。
[0007]更进一步，在所述横向连接件上沿长度方向等间距分布有多个柱状凸起，所述配重块整体扁平且上表面呈圆弧状，配重块的底部具有与所述凸起相匹配的凹槽，多个配重块分别设置在横向连接件的多个凸起上。
[0008]更进一步，所述直线管由多段直管与多个正三通管间隔连接组成，所述直管与所述正三通管的主管通过连接法兰相连接，所有正三通管的支管开口朝向同一方向并且构成了植株固定架的多个所述端口，直线管与未设置插销的支撑板连接的一端为直管段。
[0009]更进一步，所述直管段包括短直管和长直管，短直管与正三通管通过连接法兰间隔连接，连接后的一侧尾端再与长直管连接，所述短直管的长度与所述正三通管的主管长度相等并且都为长直管的二分之一，所述直线管与未设置插销的支撑板连接的一端为长直管段。
[0010]更进一步，所述支撑板的板面呈“T”字形，所述调节孔的数量不少于三个，至少一个调节孔位于所述连接孔的正上方或正下方，所述插销的连接臂长于调节臂，调节臂的表面设有螺纹，在调节臂上位于支撑板的两侧各拧有一个螺母。
[0011]更进一步，所述高秆作物植株的底部固定有支托，高秆作物植株通过支托与所述植株固定架上的端口连接固定。
[0012]更进一步，所述支托为活套法兰。
[0013]一种实现洪泛区内高秆作物种植区模拟装置的制造方法，包括以下步骤：1）在试验方案设定完成后，根据试验水槽的大小和设定的种植区尺寸，确定所述纵向连接件的长度和所述横向连接件的长度，选用两条长板分别作为构成纵向连接件的竖直边板和水平边板，在纵向连接件的水平边板的两端分别设置一个柱状凸起，在纵向连接件的竖直边板上沿长度方向等间距开设多组第一固定孔，每组的固定孔有两个且上下垂直排列，将水平边板和竖直边板相互垂直固定制成断面为“L”形的纵向连接件，选用单条长板作为所述横向连接件，在横向连接件的两端分别开设一个与所述凸起相匹配的插接孔，在两个所述插接孔之间等间距设置多个所述凸起，将两条横向连接件和两条纵向连接件分别对称设置组成矩形框架，纵向连接件端头的凸起与横向连接件端头的插接孔相插接；2）选用上表面为圆弧状且整体扁平的金属块作为所述配重块，在配重块的底部开设一个与所述凸起相匹配的凹槽，配重块设置在横向连接件的凸起上，配重块的数量随试验水流流速增大而加多，所述基座制作完成；3）根据试验方案设定的高秆作物横向种植密度，选取多段直管和多个正三通管，所述直管分为长直管和短直管两种，将短直管与正三通管通过连接法兰间隔连接，连接后
的一侧尾端再与一根长直管连接，即组成了一根直线管,所有正三通管的支管开口朝向同一方向；4）所述支撑组件中的支撑板和插销分别选用“T”形板和“U”形棒，在所有支撑板的上部和下部分别开设一个连接孔和与所述第一固定孔相同的一组第二固定孔，其中一半数量的支撑板上再开设不少于三个与连接孔距离相等的调节孔，插销的两臂分别称为连接臂和调节臂，对插销进行加工使调节臂短于连接臂，并且在调节臂上设置螺纹，将连接臂和调节臂分别穿过一块支撑板上的连接孔和其中一个调节孔，在连接臂的端头焊接连接法兰，在调节臂上位于支撑板的两侧各拧有一个螺母，将一个设置插销的支撑板和一个未设置插销的支撑板组成一组支撑组件；5）将直线管的有长直管的一端穿过未设置插销的支撑板上的连接孔中，再将直线管的另一端通过连接法兰与另一块支撑板上插销的连接臂连接固定，随后再将两块支撑板相对的设置在两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，包括设置在地上的基座、通过支撑组件架设在基座上的植株固定架、以及排列在植株固定架上的高秆作物植株，所述基座包括矩形框架以及设置在框架上的配重块；所述框架由两条断面为“L”形的纵向连接件和两条长板式的横向连接件对称连接组成，所述植株固定架连接在两条纵向连接件之间，横向连接件上设置有所述配重块；所述植株固定架包括多条相互平行且水平设置的直线管，直线管上沿长度方向等间距分布有多个用于固定所述高秆作物植株的端口；所述支撑组件包括两块竖直的支撑板，两块支撑板相对的连接固定在两条纵向连接件上，支撑板上设置有用于与直线管连接的连接孔，其中一块支撑板上的连接孔插入一个“U”形插销的一个臂、称为连接臂，所述直线管的一端与插销的连接臂连接、另一端与未设置插销的支撑板相连接，在具有插销的支撑板上开设有多个与连接孔距离相等的调节孔，插销的另一个臂、称为调节臂，调节臂插入其中一个调节孔中，改变调节臂插入的调节孔进而转动了直线管并改变了固定所述高秆作物植株的端口的朝向，从而模拟了高秆作物植株的直立状态和倒伏状态；所述高秆作物植株由真实作物或模拟作物制成，所述真实作物去除根部并保留茎秆部和叶片部，所述模拟作物由长管和固定在长管上的多片叶子形薄膜组成，有多棵高秆作物植株分别设置在所述植株固定架上的多个端口处。2.根据权利要求1所述的一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，所述纵向连接板由竖直边板和水平边板相互垂直固定制成，在竖直边板上沿长度方向等间距分布有多组第一固定孔，每组的固定孔有两个且上下垂直排列，每块所述支撑板的下部开设有与所述第一固定孔同样的一组第二固定孔，通过用螺杆穿过第二固定孔和第一固定孔将支撑板连接固定在纵向连接件上。3.根据权利要求1所述的一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，在所述横向连接件上沿长度方向等间距分布有多个柱状凸起，所述配重块整体扁平且上表面呈圆弧状，配重块的底部具有与所述凸起相匹配的凹槽，多个配重块分别设置在横向连接件的多个凸起上。4.根据权利要求1所述的一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，所述直线管由多段直管与多个正三通管间隔连接组成，所述直管与所述正三通管的主管通过连接法兰相连接，所有正三通管的支管开口朝向同一方向并且构成了植株固定架的多个所述端口，直线管与未设置插销的支撑板连接的一端为直管段。5.根据权利要求4所述的一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，所述直管段包括短直管和长直管，短直管与正三通管通过连接法兰间隔连接，连接后的一侧尾端再与长直管连接，所述短直管的长度与所述正三通管的主管长度相等并且都为长直管的二分之一，所述直线管与未设置插销的支撑板连接的一端为长直管段。6.根据权利要求1所述的一种洪泛区内高秆作物种植区模拟装置，其特征在于，所述支撑板的板面呈“T”字形，所述调节孔的数量不少于三个，至少一个调节孔位于所述连接孔的正上方或正下方，所述插销的连接臂长于调节臂，调节臂的表面设有螺纹，在调节臂上位于支撑板的两侧各拧有一个螺母。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帆，张华德，王玮琦，毕吴瑕，林文青，刘云，王婉莹，孙东亚，张大伟，陈燕，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：