[发明专利]一种耦合降雨与坡脚冲刷的岸坡滑塌模拟试验装置

说明书

本发明涉及一种耦合降雨与坡脚冲刷的岸坡滑塌模拟试验装置，通过供水组件为降雨模拟试验组件和坡脚冲刷模拟试验组件提供水源；降雨模拟试验组件包括水管、水压表、阀门、支架以及雾化喷嘴；通过阀门、雾化喷嘴以及支架的升降调控降雨强度；坡脚冲刷模拟试验组件包括截流阀，通过截流阀改变来水水位，以模拟不同程度的坡脚冲刷过程；模型箱组件的箱体底部堆放沙子作为岸坡；通过降雨模拟试验组件模拟不同强度的降雨过程以及坡脚冲刷模拟试验组件模拟不同程度的坡脚冲刷过程，以实现对降雨入渗和坡脚冲刷共同作用下的模型箱组件中岸坡滑塌过程的模拟。能够模拟不同降雨强度、不同坡脚冲刷强度的岸坡滑塌过程以及设计了一种二者耦合的试验装置。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种耦合降雨与坡脚冲刷的岸坡滑塌模拟试验装置。

背景技术

岸坡(沟)重力侵蚀滑塌是流域水土流失的常见方式之一，严重者甚至会引发流域内重大的水沙灾害，塌岸同时也会为河流贡献大量泥沙，是河流泥沙的主要来源之一。新时期以来，黄河上游沙漠流域塌岸入黄现象尤为突出，有研究者通过遥感解译方法研究发现在1958-2008年青铜峡至头道拐河段塌岸面积高达518.38km²。因此该流域已成为黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略重点治理区域。与此同时，黄河中上游流域也存在因沟坡滑塌产生的问题，为防止沟坡滑塌，进而保护沟坡上的梯田安全提出的“固沟保塬”思路也要求做好沟坡滑塌的防治工作。因此，开展岸坡(沟)的侵蚀产沙研究为丰富流域水沙模型理论和技术方案以及流域内的水土流失综合治理都具有重要理论和现实意义。因此，岸坡(沟)侵蚀滑塌业已成为流域水土流失综合治理研究的热点。

野外天然岸坡大多在降雨和坡脚水流冲刷的共同作用下发生失稳滑塌。然而目前的研究中室内降雨模拟试验装置、坡脚冲刷的模拟试验装置中鲜有将二者充分耦合的试验装置，也就不能更好地还原真实的岸坡滑塌物理图景。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合降雨与坡脚冲刷的岸坡滑塌模拟试验装置，能够模拟不同降雨强度、不同坡脚冲刷强度以及设计了一种二者耦合的试验装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种耦合降雨与坡脚冲刷的岸坡滑塌模拟试验装置，包括：降雨模拟试验组件、模型箱组件、坡脚冲刷模拟试验组件和供水组件；

所述供水组件用于为所述降雨模拟试验组件和所述坡脚冲刷模拟试验组件提供水源；

所述降雨模拟试验组件包括水管、水压表、阀门、支架以及雾化喷嘴；所述水管与所述供水组件连接；所述阀门、水压表、雾化喷嘴均设置在所述水管上；通过所述阀门、所述雾化喷嘴以及支架的升降调控降雨强度；

所述坡脚冲刷模拟试验组件包括截流阀，通过所述截流阀改变来水的水位，以模拟不同程度的坡脚冲刷过程；

所述模型箱组件，连接所述坡脚冲刷模拟试验组件，所述模型箱组件的箱体底部堆放沙子作为岸坡；

通过所述降雨模拟试验组件模拟不同强度的降雨过程以及所述坡脚冲刷模拟试验组件模拟不同程度的坡脚冲刷过程，以实现对降雨入渗和坡脚冲刷共同作用下的所述模型箱组件中岸坡滑塌过程的模拟。

可选地，所述供水组件，位于所述坡脚冲刷模拟试验组件的升降台上，包括供水箱、分隔板、第一浮球、第二浮球、杠杆、直角连杆和滑动水闸；所述供水箱内部被所述分隔板分隔为第一空间和第二空间，且所述第二空间内设有出水口，所述出水口处安装滑动水闸；所述第一浮球与所述第二浮球通过所述杠杆相连，所述第一浮球的质量大于所述第二浮球，且杠杆以分隔板中部的圆形凹槽为支点；所述直角连杆分别连接第二浮球与滑动水闸；