[发明专利]一种推移质输沙率的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种推移质输沙率的测量装置及测量方法，涉及推移质输沙率测量技术领域，该测量装置包括集沙漏斗，集沙漏斗的下方设置有一套筒，集沙漏斗的底端伸入套筒中，套筒中在集沙漏斗的下方设置有一承沙装置，承沙装置能够承接从集沙漏斗中流出的推移质，且承沙装置包括一能够对单位时间内承沙质量进行计量的计量装置；计量装置还连接有数据处理中心，数据处理中心能够对计量装置反馈的计量结果进行处理并将该数据传输到上位机中。本发明的推移质输沙率的测量装置可对实验室水槽或河流、海岸的推移质进行长时间内的实时、连续多段的检测，无需反复频繁取样检测且对河床表面水流的干扰小，使试验环境贴近实际情况。

技术领域

本发明涉及推移质输沙率测量技术领域，尤其是一种推移质输沙率的测量装置及测量方法。

背景技术

河道输沙率的测定，对于研究河道泥沙运动规律具有重要意义。准确及时地把握河道的输沙率对于研究河道水库清淤，了解河道演变形势，水土流失防治，洪峰能力预估，水电站保护乃至水坝结构设计等方面都具有重要的意义。虽然目前许多学者对于输沙率的计算已经提出了一系列公式，但其大多存在一定的条件限制，不具有普适性。利用测量装置对于河道泥沙进行准确测量，是把握河流泥沙运动情况，验证理论公式不可缺少的一环。

推移质可分为接触质和跃移质，前者运动中始终与床面接触以滚动或滑动形式前进，后者在床面附近以跳跃形式前进。但两者均在床面层内运动；而流速对推移质运动影响很大，流速大时推移质会转化为悬移质，流速减小时推移质会转化为床沙，所以推移质运动在时间和空间上具有随机性，而且推移质运动具有非连续性，是难以用统一的公式进行精确刻画的复杂的过程。因此需要有精确测量推移质输沙率的工具和方法，以实现对其输移特性的探索。

现有的推移质测量仪器以取样测量的方法为主，这种测量的方法通过对推移质进行收集，烘干的方式进行测量，存在测量耗时长，对水体扰动大，操作复杂，测量范围受限等问题。此外，也有基于光学和声、电学原理测量河流推移质输沙率的仪器，但也大都存在一些技术问题。基于声、电学原理的设备目前存在精度较低、干扰因素多等问题；而光学设备同样存在受外界环境影响大、价格昂贵等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供一种对水流扰动较小，受外界环境影响小，价格低廉，精度可以接受，操作简便且可以实现实时监测的推移质输沙率测量装置。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种推移质输沙率的测量装置，包括集沙漏斗，所述集沙漏斗的上端口的口径大于所述集沙漏斗的下端口的口径，所述集沙漏斗的下方设置有一套筒，所述集沙漏斗的底端伸入所述套筒中，所述套筒中在所述集沙漏斗的下方设置有一承沙装置，所述承沙装置能够承接从所述集沙漏斗中流出的推移质，且所述承沙装置包括一能够对单位时间内承沙质量进行计量的计量装置；所述计量装置还连接有数据处理中心，所述数据处理中心能够对所述计量装置反馈的计量结果进行处理并将该数据传输到上位机中。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述集沙漏斗的上部设置有一裙边，所述裙边的中间设置有通孔，所述通孔与所述集沙漏斗的上端口连通；所述裙边的上方设置有一顶板，所述顶板通过支撑杆可拆卸地设置在所述裙边的上端面处；所述套筒包括上套筒和下套筒，所述上套筒与所述集沙漏斗连接，所述下套筒可拆卸地设置在所述上套筒的下侧，且所述下套筒的底部形状为锥形。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述承沙装置包括一承沙盘，所述承沙盘的截面形状为一圆弧状，且所述承沙盘的两端为开口结构；所述承沙盘的中间部位设置有一隔板，所述隔板将所述承沙盘分隔形成两个承沙部，所述承沙盘的底部在所述隔板的下方设置有一转轴，所述承沙盘通过所述转轴可转动地设置在所述套筒内侧壁上，当所述转轴转动时，带动所述承沙盘转动，其中一个所述承沙部中的推移质滑落，从所述集沙漏斗中漏出的推移质落入下一个所述承沙部中直至其中的推移质的重量达到该集沙部的临界值，则所述承沙盘在推移质重力的作用下朝向另一侧倾斜；所述计量装置为设置在所述套筒内对所述承沙盘的摆动次数进行计量的计数装置。