權(quán)利要求

1.用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，包括用于模擬河道的水槽(1)，其特征在于，所述水槽(1)的底部鋪設(shè)有用于模擬河床的沙礫層(2)，所述水槽(1)的內(nèi)壁兩側(cè)均設(shè)置有用于模擬河岸的土層(3)，所述水槽(1)的一端設(shè)置有進(jìn)水口(101)，所述水槽(1)兩側(cè)均設(shè)置有若干用于限制水槽(1)內(nèi)壁兩側(cè)水體流速的限速機(jī)構(gòu)，所述水槽(1)遠(yuǎn)離進(jìn)水口(101)的一端開設(shè)有出水口(102)，所述水槽(1)上還設(shè)置有用于水體循環(huán)利用的進(jìn)水組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述限速機(jī)構(gòu)包括若干均勻分布的限速板(6)，所述限速板(6)上開設(shè)有均勻分布的通水孔(601)，所述限速板(6)與土層(3)活動(dòng)相抵，多個(gè)所述限速板(6)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有同一個(gè)連接桿(5)，所述水槽(1)上通過(guò)螺栓連接有連接板(4)，所述連接桿(5)設(shè)置在連接板(4)上。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述限速機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)限速板(6)沿連接桿(5)軸向運(yùn)動(dòng)的位移組件以及用于驅(qū)動(dòng)限速板(6)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組件，所述位移組件包括連接在連接桿(5)外壁的限位板(501)，所述連接桿(5)外壁套接有第一彈性元件(502)，所述第一彈性元件(502)的兩端分別與限位板(501)和連接板(4)相連，所述連接桿(5)滑動(dòng)連接在連接板(4)內(nèi)。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括固設(shè)在連接板(4)外壁的支撐板(7)，所述支撐板(7)外壁開設(shè)有弧形軌道槽(701)，所述弧形軌道槽(701)內(nèi)壁活動(dòng)連接有固定桿(702)，所述固定桿(702)與限速板(6)固定相連，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括固設(shè)在水槽(1)外壁的L形板(8)，所述L形板(8)外壁開設(shè)有放置槽(801)，所述限速板(6)遠(yuǎn)離支撐板(7)的一端活動(dòng)連接在放置槽(801)內(nèi)。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述限速板(6)遠(yuǎn)離支撐板(7)的一端開設(shè)有凹槽(602)，所述凹槽(602)內(nèi)壁連接有第二彈性元件(6021)，所述第二彈性元件(6021)遠(yuǎn)離凹槽(602)內(nèi)壁的一端連接有移動(dòng)桿(6022)，所述移動(dòng)桿(6022)與L形板(8)外壁活動(dòng)相抵。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述水槽(1)遠(yuǎn)離進(jìn)水口(101)的一端設(shè)置有淤泥積蓄槽(9)，所述出水口(102)開設(shè)在淤泥積蓄槽(9)上，所述淤泥積蓄槽(9)與水槽(1)相互連通，所述水槽(1)外壁兩側(cè)均通過(guò)鉸鏈連接有轉(zhuǎn)動(dòng)板(10)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(10)活動(dòng)連接在淤泥積蓄槽(9)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(10)內(nèi)開設(shè)有活動(dòng)槽(11)，所述活動(dòng)槽(11)內(nèi)活動(dòng)連接有活動(dòng)板(111)，所述活動(dòng)板(111)與淤泥積蓄槽(9)內(nèi)壁活動(dòng)相抵。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述淤泥積蓄槽(9)內(nèi)壁開設(shè)有滑槽(901)，所述滑槽(901)內(nèi)壁連接有滑塊(902)，所述滑塊(902)通過(guò)轉(zhuǎn)軸與活動(dòng)板(111)轉(zhuǎn)動(dòng)相連。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述進(jìn)水組件包括設(shè)置在淤泥積蓄槽(9)外壁的凈化箱(12)，所述凈化箱(12)的進(jìn)水端與出水口(102)相連，所述凈化箱(12)的出水端連接有第一水管(121)，所述第一水管(121)遠(yuǎn)離凈化箱(12)的一端連接有水泵(13)進(jìn)水端，所述水泵(13)出水端連接有第二水管(131)，所述第二水管(131)遠(yuǎn)離水泵(13)的一端與進(jìn)水口(101)相互連通。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，其特征在于，所述出水口(102)內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)，用于攔截水體中的泥土砂礫。 10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置的模擬方法，其特征在于，包括以下步驟： S1：水槽(1)可由亞克力材料或其他材料制成，如磚石和水泥砌成的水槽(1)，在水槽(1)底部?jī)?nèi)壁鋪設(shè)沙礫層(2)模擬河床，在水槽(1)兩側(cè)設(shè)置土層(3)模擬河岸； S2：實(shí)驗(yàn)開始后，控制水泵(13)將水通過(guò)進(jìn)水口(101)排入水槽(1)內(nèi)部，水體在水槽(1)中流動(dòng)，在水槽(1)中部的水體流速較快，而土層(3)處由于限速板(6)的設(shè)置，使得水體流速較為緩慢，從而更好地模擬河水在河流中的流動(dòng)； S3：隨著時(shí)間的推移或流速的增加，土層(3)被水體沖擊，土層(3)上被沖刷下來(lái)的土能夠順著水體流動(dòng)至整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域，即整個(gè)水槽(1)，最終匯聚至淤泥積蓄槽(9)內(nèi)，模擬沖於過(guò)程； S4：隨著土層(3)的減少變薄，河岸相對(duì)于河流中心處距離變遠(yuǎn)，使得限速板(6)在第一彈性元件(502)的彈力拉動(dòng)下向土層(3)處移動(dòng)，直至限速板(6)繼續(xù)與土層(3)相抵，且由于兩側(cè)土層(3)變窄，使得河流中心區(qū)域相對(duì)變大，河岸限速區(qū)域則相對(duì)變小，同時(shí)隨著水體的沖刷，河岸邊緣變得平滑，使的河岸處的限速區(qū)域變小，在限速板(6)隨連接桿(5)向水槽(1)邊緣移動(dòng)時(shí)，限速板(6)的固定桿(702)在支撐板(7)外壁開設(shè)的弧形軌道槽(701)內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而使固定桿(702)帶動(dòng)限速板(6)相對(duì)于連接桿(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得轉(zhuǎn)動(dòng)后的限速板(6)置于放置槽(801)內(nèi)，較好的模擬河岸沖於過(guò)程中的流速變化情況； S5：最終水體帶動(dòng)沖刷的泥土進(jìn)入淤泥積蓄槽(9)內(nèi)，形成淤泥積蓄區(qū)域，水體穿過(guò)出水口(102)進(jìn)入凈化箱(12)，通過(guò)凈化箱(12)對(duì)水體的凈化沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)水泵(13)將水體從凈化箱(12)抽取，并通過(guò)進(jìn)水口(101)排入，完成循環(huán)過(guò)程。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法。

背景技術(shù)

受人類活動(dòng)強(qiáng)烈干擾，很多生態(tài)系統(tǒng)的水動(dòng)力特性發(fā)生了顯著改變。水動(dòng)力特性是影響水生環(huán)境的一個(gè)重要因素，比如流速降低導(dǎo)致湖泊、水庫(kù)的換水周期增加，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得以積累，加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程，引起有害藻類水華頻繁爆發(fā)；流速可造成水體泥沙輸移特性改變從而影響沉積型濕生環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展；流速增加不僅對(duì)水生生物產(chǎn)生直接的機(jī)械損傷，還能夠通過(guò)泥沙懸浮影響水體的光照，從而帶來(lái)水生生物退化等生態(tài)環(huán)境問題。

變化水動(dòng)力條件下的生態(tài)環(huán)境響應(yīng)研究是當(dāng)前熱點(diǎn)問題之一。流速是水動(dòng)力條件變化的最直觀表征因素之一。關(guān)于流速變化對(duì)水體泥沙輸移特性的影響是當(dāng)前需要解決的基礎(chǔ)問題。

河水中，總體水流量越大，則水運(yùn)送泥沙的能力就越強(qiáng)；河岸處的水流速越大，對(duì)河岸的沖刷作用就越強(qiáng)。河水的泥沙含量越高，淤積作用越明顯。因此，在進(jìn)行沖淤平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要控制河水的流速、含沙量和總體水流量。其中的難點(diǎn)在于模擬河水的流速。實(shí)際的河水中，河道中間的水的流速要高于河道兩側(cè)的水的流速；又因?yàn)槟M的河道要遠(yuǎn)遠(yuǎn)窄于實(shí)際河道，難以在提供足夠水流量的同時(shí)，在河岸兩側(cè)模擬實(shí)際河道中較緩慢的沿岸水的流速。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提出的一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，包括用于模擬河道的水槽，所述水槽的底部鋪設(shè)有用于模擬河床的沙礫層，所述水槽的內(nèi)壁兩側(cè)均設(shè)置有用于模擬河岸的土層，所述水槽的一端設(shè)置有進(jìn)水口，所述水槽兩側(cè)均設(shè)置有若干用于限制水槽內(nèi)壁兩側(cè)水體流速的限速機(jī)構(gòu)，所述水槽遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一端開設(shè)有出水口，所述水槽上還設(shè)置有用于水體循環(huán)利用的進(jìn)水組件。

優(yōu)選的，所述限速機(jī)構(gòu)包括若干均勻分布的限速板，所述限速板上開設(shè)有均勻分布的通水孔，所述限速板與土層活動(dòng)相抵，多個(gè)所述限速板轉(zhuǎn)動(dòng)連接有同一個(gè)連接桿，所述水槽上通過(guò)螺栓連接有連接板，所述連接桿設(shè)置在連接板上。

優(yōu)選的，所述限速機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)限速板沿連接桿軸向運(yùn)動(dòng)的位移組件以及用于驅(qū)動(dòng)限速板旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組件，所述位移組件包括連接在連接桿外壁的限位板，所述連接桿外壁套接有第一彈性元件，所述第一彈性元件的兩端分別與限位板和連接板相連，所述連接桿滑動(dòng)連接在連接板內(nèi)。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)組件包括固設(shè)在連接板外壁的支撐板，所述支撐板外壁開設(shè)有弧形軌道槽，所述弧形軌道槽內(nèi)壁活動(dòng)連接有固定桿，所述固定桿與限速板固定相連，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括固設(shè)在水槽外壁的L形板，所述L形板外壁開設(shè)有放置槽，所述限速板遠(yuǎn)離支撐板的一端活動(dòng)連接在放置槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述限速板遠(yuǎn)離支撐板的一端開設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)壁連接有第二彈性元件，所述第二彈性元件遠(yuǎn)離凹槽內(nèi)壁的一端連接有移動(dòng)桿，所述移動(dòng)桿與L形板外壁活動(dòng)相抵。

優(yōu)選的，所述水槽遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一端設(shè)置有淤泥積蓄槽，所述出水口開設(shè)在淤泥積蓄槽上，所述淤泥積蓄槽與水槽相互連通，所述水槽外壁兩側(cè)均通過(guò)鉸鏈連接有轉(zhuǎn)動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板活動(dòng)連接在淤泥積蓄槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板內(nèi)開設(shè)有活動(dòng)槽，所述活動(dòng)槽內(nèi)活動(dòng)連接有活動(dòng)板，所述活動(dòng)板與淤泥積蓄槽內(nèi)壁活動(dòng)相抵。

優(yōu)選的，所述淤泥積蓄槽內(nèi)壁開設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)壁連接有滑塊，所述滑塊通過(guò)轉(zhuǎn)軸與活動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)相連。

優(yōu)選的，所述進(jìn)水組件包括設(shè)置在淤泥積蓄槽外壁的凈化箱，所述凈化箱的進(jìn)水端與出水口相連，所述凈化箱的出水端連接有第一水管，所述第一水管遠(yuǎn)離凈化箱的一端連接有水泵進(jìn)水端，所述水泵出水端連接有第二水管，所述第二水管遠(yuǎn)離水泵的一端與進(jìn)水口相互連通。

優(yōu)選的，所述出水口內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)，用于攔截水體中的泥土砂礫。

本發(fā)明還公開了一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置的模擬方法，包括以下步驟：

S1：水槽可由亞克力材料或其他材料制成，如磚石和水泥砌成的水槽，在水槽底部?jī)?nèi)壁鋪設(shè)沙礫層模擬河床，在水槽兩側(cè)設(shè)置土層模擬河岸；

S2：實(shí)驗(yàn)開始后，控制水泵將水通過(guò)進(jìn)水口排入水槽內(nèi)部，水體在水槽中流動(dòng)，在水槽中部的水體流速較快，而土層處由于限速板的設(shè)置，使得水體流速較為緩慢，從而更好地模擬河水在河流中的流動(dòng)；

S3：隨著時(shí)間的推移或流速的增加，土層被水體沖擊，土層上被沖刷下來(lái)的土能夠順著水體流動(dòng)至整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域，即整個(gè)水槽，最終匯聚至淤泥積蓄槽內(nèi)，模擬沖於過(guò)程；

S4：隨著土層的減少變薄，河岸相對(duì)于河流中心處距離變遠(yuǎn)，使得限速板在第一彈性元件的彈力拉動(dòng)下向土層處移動(dòng)，直至限速板繼續(xù)與土層相抵，且由于兩側(cè)土層變窄，使得河流中心區(qū)域相對(duì)變大，河岸限速區(qū)域則相對(duì)變小，同時(shí)隨著水體的沖刷，河岸邊緣變得平滑，使的河岸處的限速區(qū)域變小，在限速板隨連接桿向水槽邊緣移動(dòng)時(shí)，限速板的固定桿在支撐板外壁開設(shè)的弧形軌道槽內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而使固定桿帶動(dòng)限速板相對(duì)于連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得轉(zhuǎn)動(dòng)后的限速板置于放置槽內(nèi)，較好的模擬河岸沖於過(guò)程中的流速變化情況；

S5：最終水體帶動(dòng)沖刷的泥土進(jìn)入淤泥積蓄槽內(nèi)，形成淤泥積蓄區(qū)域，水體穿過(guò)出水口進(jìn)入凈化箱，通過(guò)凈化箱對(duì)水體的凈化沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)水泵將水體從凈化箱抽取，并通過(guò)進(jìn)水口排入，完成循環(huán)過(guò)程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法，具備以下有益效果：

1、該用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法，通過(guò)限速機(jī)構(gòu)便于對(duì)河道兩側(cè)河岸處的水流速度進(jìn)行調(diào)整，從而更好地模擬河水流速變化，能夠?yàn)榭茖W(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/span>

2、該用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法，通過(guò)土層隨著水體的沖擊而減少變薄，河岸相對(duì)于河流中心處距離變遠(yuǎn)，使得限速板在第一彈性元件的彈力拉動(dòng)下向土層處移動(dòng)，直至限速板繼續(xù)與土層相抵，保證限位機(jī)構(gòu)始終與土層相抵接，維持土層即河岸邊緣的限速區(qū)域。

3、該用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法，通過(guò)水體對(duì)河岸的沖刷，河岸邊緣會(huì)逐漸變得平滑，使的河岸處的限速區(qū)域變小，在限速板隨連接桿向水槽邊緣移動(dòng)時(shí)，限速板的固定桿在支撐板外壁開設(shè)的弧形軌道槽內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而使固定桿帶動(dòng)限速板相對(duì)于連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得轉(zhuǎn)動(dòng)后的限速板置于放置槽內(nèi)，較好的模擬河岸沖於過(guò)程中的流速變化情況。

4、該用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法，通過(guò)凈化箱對(duì)水體的凈化沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)水泵將水體從凈化箱抽取，并通過(guò)進(jìn)水口排入，完成循環(huán)過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的水槽的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的圖2中A部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的L形板與限速板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的限速板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的淤泥積蓄槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的圖7中B部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、水槽；101、進(jìn)水口；102、出水口；2、沙礫層；3、土層；4、連接板；5、連接桿；501、限位板；502、第一彈性元件；6、限速板；601、通水孔；602、凹槽；6021、第二彈性元件；6022、移動(dòng)桿；7、支撐板；701、弧形軌道槽；702、固定桿；8、L形板；801、放置槽；9、淤泥積蓄槽；901、滑槽；902、滑塊；10、轉(zhuǎn)動(dòng)板；11、活動(dòng)槽；111、活動(dòng)板；12、凈化箱；121、第一水管；13、水泵；131、第二水管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“頂/底端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“設(shè)置有”、“套設(shè)/接”、“連接”等，應(yīng)做廣義理解，例如“連接”，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例：

參照?qǐng)D1、圖2和圖3，一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置，包括用于模擬河道的水槽1，水槽1的底部鋪設(shè)有用于模擬河床的沙礫層2，水槽1的內(nèi)壁兩側(cè)均設(shè)置有用于模擬河岸的土層3，水槽1的一端設(shè)置有進(jìn)水口101，水槽1兩側(cè)均設(shè)置有若干用于限制水槽1內(nèi)壁兩側(cè)水體流速的限速機(jī)構(gòu)，水槽1遠(yuǎn)離進(jìn)水口101的一端開設(shè)有出水口102，水槽1上還設(shè)置有用于水體循環(huán)利用的進(jìn)水組件。

具體的，水槽1可由亞克力材料或其他材料制成，如磚石和水泥砌成的水槽1，在水槽1底部?jī)?nèi)壁鋪設(shè)沙礫層2模擬河床，在水槽1兩側(cè)設(shè)置土層3模擬河岸，實(shí)驗(yàn)開始后，通過(guò)進(jìn)水組件對(duì)水槽1內(nèi)供水，水體對(duì)河床的沙礫層2及河岸處的土層3進(jìn)行沖刷，土層3上被沖刷下來(lái)的土能夠順著水體流動(dòng)至整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域，即整個(gè)水槽1，最終匯聚至淤泥積蓄槽9內(nèi)，模擬沖於過(guò)程，在沖刷過(guò)程中，通過(guò)限速機(jī)構(gòu)可自動(dòng)對(duì)河道兩側(cè)河岸處的水流速度進(jìn)行調(diào)整，從而更好地模擬河水流速變化對(duì)水體泥沙輸移特性的影響，能夠?yàn)榭茖W(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/span>

參照?qǐng)D1、圖2和圖3，作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，限速機(jī)構(gòu)包括若干均勻分布的限速板6，限速板6上開設(shè)有均勻分布的通水孔601，限速板6與土層3活動(dòng)相抵，多個(gè)限速板6轉(zhuǎn)動(dòng)連接有同一個(gè)連接桿5，水槽1上通過(guò)螺栓連接有連接板4，連接桿5設(shè)置在連接板4上；通過(guò)在土層3側(cè)邊設(shè)置若干限速板6，對(duì)水體進(jìn)行攔截，進(jìn)而降低水體處于河流河岸的水體流速，使河流兩岸的水體流速小于河流中部的水體流速，從而更好地模擬河水在河流中的流動(dòng)。

參照?qǐng)D1、圖2和圖3，作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，限速機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)限速板6沿連接桿5軸向運(yùn)動(dòng)的位移組件以及用于驅(qū)動(dòng)限速板6旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組件，位移組件包括連接在連接桿5外壁的限位板501，連接桿5外壁套接有第一彈性元件502，第一彈性元件502的兩端分別與限位板501和連接板4相連，連接桿5滑動(dòng)連接在連接板4內(nèi)；隨著時(shí)間的推移或流速的增加，土層3被水體沖擊，隨著土層3的減少變薄，河岸相對(duì)于河流中心處距離變遠(yuǎn)，使得限速板6在第一彈性元件502的彈力拉動(dòng)下向土層3處移動(dòng)，直至限速板6繼續(xù)與土層3相抵，保證限位機(jī)構(gòu)始終與土層3相抵接，維持土層3即河岸邊緣的限速區(qū)域。

參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5和圖6，作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，旋轉(zhuǎn)組件包括固設(shè)在連接板4外壁的支撐板7，支撐板7外壁開設(shè)有弧形軌道槽701，弧形軌道槽701內(nèi)壁活動(dòng)連接有固定桿702，固定桿702與限速板6固定相連，旋轉(zhuǎn)組件還包括固設(shè)在水槽1外壁的L形板8，L形板8外壁開設(shè)有放置槽801，限速板6遠(yuǎn)離支撐板7的一端活動(dòng)連接在放置槽801內(nèi)。

進(jìn)一步的，限速板6遠(yuǎn)離支撐板7的一端開設(shè)有凹槽602，凹槽602內(nèi)壁連接有第二彈性元件6021，第二彈性元件6021遠(yuǎn)離凹槽602內(nèi)壁的一端連接有移動(dòng)桿6022，移動(dòng)桿6022與L形板8外壁活動(dòng)相抵。

具體的，隨著土層3被水體沖刷，河岸邊緣變得平滑，使的河岸處的限速區(qū)域變小，在限速板6隨連接桿5向水槽1邊緣移動(dòng)時(shí)，限速板6的固定桿702在支撐板7外壁開設(shè)的弧形軌道槽701內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而使固定桿702帶動(dòng)限速板6相對(duì)于連接桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，使得固定桿702帶動(dòng)限速板6旋轉(zhuǎn)九十度，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，限速板6的一端受到L形板8擠壓，第二彈性元件6021被壓縮，最終使得轉(zhuǎn)動(dòng)后的限速板6旋轉(zhuǎn)至放置槽801處，第二彈性元件6021推動(dòng)移動(dòng)桿6022置于放置槽801內(nèi)，對(duì)限速板6進(jìn)行支撐，從而較好的模擬河岸沖於過(guò)程中的流速變化情況。

參照?qǐng)D7和圖8，作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，水槽1遠(yuǎn)離進(jìn)水口101的一端設(shè)置有淤泥積蓄槽9，出水口102開設(shè)在淤泥積蓄槽9上，淤泥積蓄槽9與水槽1相互連通，水槽1外壁兩側(cè)均通過(guò)鉸鏈連接有轉(zhuǎn)動(dòng)板10，轉(zhuǎn)動(dòng)板10活動(dòng)連接在淤泥積蓄槽9內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)板10內(nèi)開設(shè)有活動(dòng)槽11，活動(dòng)槽11內(nèi)活動(dòng)連接有活動(dòng)板111，活動(dòng)板111與淤泥積蓄槽9內(nèi)壁活動(dòng)相抵。

進(jìn)一步的，淤泥積蓄槽9內(nèi)壁開設(shè)有滑槽901，滑槽901內(nèi)壁連接有滑塊902，滑塊902通過(guò)轉(zhuǎn)軸與活動(dòng)板111轉(zhuǎn)動(dòng)相連。

具體的，隨著時(shí)間的推移或流速的增加，土層3被水體沖擊，土層3上被沖刷下來(lái)的土能夠順著水體流動(dòng)至整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域，即整個(gè)水槽1，最終匯聚至淤泥積蓄槽9內(nèi)，模擬沖於過(guò)程，泥土在淤泥積蓄槽9內(nèi)匯聚，形成灘涂，兩側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)板10及活動(dòng)板111受到淤泥沖擊相對(duì)遠(yuǎn)離，灘涂的面積隨著淤泥的增多而變大，對(duì)淤積堆積進(jìn)行觀察記錄。

參照?qǐng)D1，作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，進(jìn)水組件包括設(shè)置在淤泥積蓄槽9外壁的凈化箱12，凈化箱12的進(jìn)水端與出水口102相連，凈化箱12的出水端連接有第一水管121，第一水管121遠(yuǎn)離凈化箱12的一端連接有水泵13進(jìn)水端，水泵13出水端連接有第二水管131，第二水管131遠(yuǎn)離水泵13的一端與進(jìn)水口101相互連通；水體穿過(guò)出水口102進(jìn)入凈化箱12，通過(guò)凈化箱12對(duì)水體的凈化沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)水泵13將水體從凈化箱12抽取，并通過(guò)進(jìn)水口101排入，完成循環(huán)過(guò)程。

進(jìn)一步的，出水口102內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)，用于攔截水體中的泥土砂礫；過(guò)濾網(wǎng)可對(duì)水體中的泥土砂礫進(jìn)行攔截，防止淤泥積蓄槽9內(nèi)沙石大量流失。

本發(fā)明還公開了一種用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置的模擬方法，包括以下步驟：

S1：水槽1可由亞克力材料或其他材料制成，如磚石和水泥砌成的水槽1，在水槽1底部?jī)?nèi)壁鋪設(shè)沙礫層2模擬河床，在水槽1兩側(cè)設(shè)置土層3模擬河岸；

S2：實(shí)驗(yàn)開始后，控制水泵13將水通過(guò)進(jìn)水口101排入水槽1內(nèi)部，水體在水槽1中流動(dòng)，在水槽1中部的水體流速較快，而土層3處由于限速板6的設(shè)置，使得水體流速較為緩慢，從而更好地模擬河水在河流中的流動(dòng)；

S3：隨著時(shí)間的推移或流速的增加，土層3被水體沖擊，土層3上被沖刷下來(lái)的土能夠順著水體流動(dòng)至整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域，即整個(gè)水槽1，最終匯聚至淤泥積蓄槽9內(nèi)，模擬沖於過(guò)程；

S4：隨著土層3的減少變薄，河岸相對(duì)于河流中心處距離變遠(yuǎn)，使得限速板6在第一彈性元件502的彈力拉動(dòng)下向土層3處移動(dòng)，直至限速板6繼續(xù)與土層3相抵，且由于兩側(cè)土層3變窄，使得河流中心區(qū)域相對(duì)變大，同時(shí)隨著水體的沖刷，河岸邊緣變得平滑，使的河岸處的限速區(qū)域變小，在限速板6隨連接桿5向水槽1邊緣移動(dòng)時(shí)，限速板6的固定桿702在支撐板7外壁開設(shè)的弧形軌道槽701內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而使固定桿702帶動(dòng)限速板6相對(duì)于連接桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得轉(zhuǎn)動(dòng)后的限速板6置于放置槽801內(nèi)，較好的模擬河岸沖於過(guò)程中的流速變化情況；

S5：最終水體帶動(dòng)沖刷的泥土進(jìn)入淤泥積蓄槽9內(nèi)，形成淤泥積蓄區(qū)域，水體穿過(guò)出水口102進(jìn)入凈化箱12，通過(guò)凈化箱12對(duì)水體的凈化沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)水泵13將水體從凈化箱12抽取，并通過(guò)進(jìn)水口101排入，完成循環(huán)過(guò)程。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

用于環(huán)境與生態(tài)水力學(xué)流速的模擬裝置及其模擬方法.pdf