[发明专利]一种河工物理模型用的水下集沙器

说明书

技术领域

本发明涉及水利科技领域，特别是涉及一种河工物理模型用的水下集沙器。

背景技术

河工物理模型主要用于预测水沙运动与河床演变。在航道整治、圈围造地以及水库、码头建设等重大水利工程平面布置、实施效果以及施工顺序等关键技术问题研究中，河工物理模型是目前最常用、最可靠的研究手段。水下床面泥沙输移规律研究是河工物理模型试验经常涉及的重要问题，一般采用定床输沙试验，在定床输沙试验中，水下模型沙的采集是试验过程中的重要环节之一，采集效果是否理想、采集方式是否合理均将影响试验成果的质量，甚至决定试验的成败。

对于解决河工物理模型水下泥沙采集难题，至今尚未找到理想的方法，目前通用的方法是在模型上布置简易集沙盒(将集沙盒嵌入河床内)收集泥沙。集沙盒有两种型式，一种是敞口集沙盒，另一种是半敞口集沙盒。敞口集沙盒是一种底部、四周封闭，顶部完全敞开的空腔。半敞口集沙盒是将敞口集沙盒的敞口封堵一部分而成。试验中发现上述两种集沙方式主要存在以下三个主要问题：

(1)敞口集沙盒在模型水流作用下容易形成较大尺度的垂向漩涡，集沙盒深度越浅，漩涡尺度越小，涡强越大，泥沙进入后容易被旋滚水流掀起跃出集沙盒，集沙效果不理想；半敞口集沙盒由于顶部局部盖板作用，虽然其敞开部分存在垂向漩涡，但盖板下方水流相对平稳，其集沙效果略有改善，但仍不理想。

(2)两种集沙盒由于敞口面积和深度大(与模型尺度相比)，在模型试验过程中均会产生“挖坑效应”，对其附近流场干扰较大，因此影响试验精度，严重时可能改变局部泥沙分布规律，致试验成果不可靠。

(3)上述两种集沙盒均不能实现选择性集沙(是一种被动集沙方式，集沙时间不能控制)，模型试验中只要运动的泥沙经过其上方就有可能被收集，这种集沙方式对单纯测量推移质数量尚可，但对于研究泥沙分布问题不甚理想，因为大量集沙盒的布置(相当于在天然上挖了许多巨大的坑)会影响甚至阻碍天然泥沙分布规律在模型上的复演，最终将导致模型试验成果失真。

因此，如何全面解决河工物理模型水下泥沙采集难题，一直受到广大水利科研人员的关注。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，克服现有技术中河工物理模型在水下集沙所存在的问题，本发明提供一种实施简便、集沙效果好、不干扰周围流场且可以实现选择性集沙的河工物理模型的水下集沙器，以全面解决河工物理模型水下泥沙采集难题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种河工物理模型用的水下集沙器，包括集沙仓和盖板，集沙仓为顶面开口的长方体盒形，盖板设置于集沙仓的顶面，其特征在于，所述盖板包括固定盖板和设置于固定盖板下方的滑动盖板，滑动盖板的长度小于固定盖板的长度，所述固定盖板和滑动盖板上还设置有相互对应的复数个用于漏进模型沙的条形孔，复数个条形孔间隔设置。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述固定盖板下表面的两侧设置有导轨，滑动盖板卡在固定盖板下表面两侧的导轨之中。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述固定盖板上设置有与导轨方向一致的长方形孔，长方形孔下方的滑动盖板上设置有开关柱，开关柱穿过固定盖板的长方形孔伸出盖板外。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述导轨的下方设置有固定悬臂，固定悬臂连接导轨，固定悬臂上设置有螺栓孔，螺栓孔内设置有平衡调节螺栓，平衡调节螺栓的端点顶在导轨的下方。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述条形孔的宽度为5mm-10mm。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述条形孔的宽度不大于盖板的厚度。

上述一种河工物理模型用的水下集沙器，其特征在于，所述条形孔与条形孔之间的距离大于两倍条形孔的宽度。

本发明的有益效果是：本项发明结构简单，使用方便，全面解决了河工物理模型水下泥沙采集难题，提高了试验数据精度，增加试验成果可靠性，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的剖面图；

图2是本发明的盖板的分体示意图；

图3是盖板打开状态的示意图；

图4是盖板关闭状态的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。