[实用新型]一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水槽装置。特别是涉及一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置。

背景技术

目前，基于室内水槽的物理模型试验在水利工程研究领域已得到广泛的应用，研究人员通过测量室内水槽模型的水流流速、泥沙冲淤特性，可以定量地分析实际河流中水流和泥沙运动的规律。弯曲河流是自然界中最为常见的河流形态，其河道由多个弯道连接组成。由于弯道中的水流运动存在二次环流、流速重分布等复杂现象，弯道水沙运动一直是河流动力学和流体力学研究的难题，相关的机理研究目前仍在大量开展，而研究的主要手段是室内水槽模型试验。

室内模型水槽是上述相关物理模型试验的主要试验平台，鉴于其对水沙试验有重要支撑性作用，针对试验水槽的设计、改进近年来不断涌现。例如，发明专利“一种明渠弯道水槽试验装置”（申请号：201110307175.3）提出了一种由升降系统、主梁、支撑框架、玻璃底板和玻璃侧壁构成的明渠弯道水槽，实现了对水槽坡度的连续调节。发明专利“用于水力学和泥沙动力学的双向试验水槽”（申请号：200910062237.1）通过安装有向轴流水泵等，有效实现的水流的双向流动。实用新型“液压升降导轨式变坡水槽试验装置”（申请号：201220050247.0）提出了一种针对大坡度冲刷实验时，平稳精确控制水槽坡度的水槽设计方案。实用新型“水槽实验装置”（申请号：201220132897.X）针对现有实验水槽过体积大，操作维护不便的问题，设计了一种设有活动有机玻璃底板的新型水槽结构。这些发明和设计有效改进了传统试验水槽的使用性能和效果，促进了水沙问题研究的进展。

然而，由于弯道水沙运动问题的复杂性，我们需要进行更多、更系统地水槽试验研究。在水利工程，弯道水沙运动特性受弯道形态的直接影响（包括弯道宽度、水深、弯曲度等），由于弯道水槽制作加工存在一定难度，大部分相关研究仅仅针对某一特定的弯道形态，因此得出的研究结论往往不够系统。为了能够得到系统的研究成果，需要制作大量不同形状的弯道水槽模型，进行大量组次的试验，这给模型制作和加工带来了严峻挑战。另一方面，利用有机玻璃等材料制作的弯道水槽模型在试验完毕后，一般不能够重复利用到另一形状的弯道，造成材料的大量浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够非常简便地改变弯道形态的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，包括实验水池，其特征在于，所述的实验水池内沿长度方向设置有采用能够变形的透明有机玻璃软板构成弯道水槽，所述弯道水槽的一端形成有与所述的实验水池连通的水槽入口，所述弯道水槽的另一端形成有与所述的实验水池连通的水槽出口，弯道水槽内设置有泥沙，其中，所述实验水池位于水槽入口的一侧面上连接有输水管道的一端，所述实验水池位于水槽出口的一侧面上与水槽出口相对应的形成有出水口，所述出水口下面设置有储水箱，所述的储水箱内分别设置有沉沙池和水泵，其中，所述的沉沙池的上端口与所述的实验水池的出水口对应设置，且所述的沉沙池的上端口低于所述的储水箱的上端口，所述的水泵的排水端连接插入到储水箱内的输水管道的另一端，所述实验水池位于出水口的一侧分别通过对称的在底部设置的两组结构相同的旋转调节机构支撑在地面上，所述实验水池远离出水口的一侧分别通过在底部对称的设置的两组结构相同的高度调节机构支撑在地面上。

所述的弯道水槽是通过位于底部的能够变形的由软质材料构成的变形吸盘固定在所述的实验水池内的底面上。

所述的变形吸盘的长度与所述的弯道水槽长度相同，包括有构成弯道水槽底部且设置在实验水池内底面上的集水部，相对称的一体形成在集水部两侧的分别用于插入和固定弯道水槽的两个采用透明有机玻璃软板构成的边壁的两个插槽，以及相对称的一体形成在所述两个插槽外侧且连接在实验水池的内底面上的用于与所述的实验水池的内底面相吸附的两个气囊。

所述的两个气囊上分别各设置有一个抽气阀门，每一个抽气阀门都各通过一抽气软管连接一个抽气泵，两个抽气泵分别设置在实验水池内的底面上。

所述的高度调节机构包括有固定在地面上的支架，设置在所述支架上的由4个等长的调节杆分别通过四个铰接件相互铰接连接构成平行四边形的调节架，其中，所述的调节架上端的铰接件固定连接所述实验水池的底部，所述的调节架下端的铰接件固定连接在所述的支架上，所述的调节架左右两端的铰接件通过一螺杆相连，所述螺杆的一端设置有调节手柄。