[实用新型]一种用于测试闸下水流挟沙能力的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，尤其是一种用于测试闸下水流挟沙输移能力的实验装置，包括对细质淤积物和粗质防护石的输移能力的研究。

背景技术

水闸是用于控制过水通道的水工建筑物，在水利工程中应用广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。从20世纪50年代开始，应工农业生产和人民生活的需要，在我国沿海大部分中小入海河口都已建闸以挡潮御卤、蓄淡灌溉、排洪除涝以及防台抗暴。

河口内建闸后，潮波受闸门阻挡发生反射，增强了驻波特征。由于潮波变形使闸口处涨潮流速增加，而落潮流速相对减小，这样涨潮输沙量就会大于落潮输沙量。由此涨、落潮不平衡输沙的结果，就造成涨潮期多输入的泥沙落淤在闸下河道内。当水闸泄水时，水体部分势能转为动能，流速增加，因此，闸下出流具有单宽流量大、能量集中的特点，冲刷能力很强，会挟带闸下淤沙随之流走。

水流挟沙能力就是指在一定水流和边界条件下，水体能够输移的泥、沙、石的量。闸下泥沙来源主要为海相来沙，常以悬沙及浮泥形式进入河道。分析闸下水流对悬移质泥沙的输移能力对于挡潮闸的冲淤计算具有重要意义。

同时，挡潮闸运行一段时间后，下游保护段末端由于冲刷影响，有的护坦、海漫会受到破坏，特别是堤岸边坡的冲刷更为严重。抛石护底是常用的防冲加固措施，其做法一般是自开始冲刷的地方向外抛石，沿冲刷河底以同一厚度抛填石块。因此，研究闸下水流的对推移质块石的输移能力对于挡潮闸的加固设计同样具有指导意义。

因此研究一种用于测试闸下水流输移能力的装置势在必行，对于水利工程的建设十分有益。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就是如何准确测得一定水量、一定流速、一定势能的闸下水流经河床一段时间后，所能挟带的泥沙含量。因此，本实用新型提供一种用于测试闸下水流挟沙能力的实验装置，本装置能同时模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，可操作性强，具有工程实用价值。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：一种用于测试闸下水流挟沙能力的实验装置，包括水体区、闸门、沙槽区和尾水池；具有一定容水量的所述水体区的出口处设置所述闸门，紧邻出口延续设置所述沙槽区，沙槽区放置有粗细不均匀的颗粒物，代表淤积物和防护石料；在沙槽区的下游端连接所述尾水池；尾水池中含有过滤装置，通过计算过滤下来的颗粒物量，计算水流的挟沙能力。

进一步讲，所述水体区比沙槽区的水位高。

进一步讲，所述装置还包括水塔、取水阀门，水塔与水体区通过输水管路连接，在输水管路上设置取水阀门。

进一步讲，所述过滤装置包括滤网和取样瓶，滤网过滤所有从沙槽区流过的水，滤网孔径介于所放置的颗粒物的最大直径与最小直径之间；取样瓶吊挂在滤网的下方，接取部分滤网过滤后的浊水。

所述取样瓶可以有多个，在滤网下方同一截面高度吊挂，以及在不同的截面高度也吊挂；通过计算所有取样瓶的含沙量的平均值获得水中含有的颗粒物含量。

优选地，所述取样瓶在所述滤网下方均匀吊挂。

同样优选地，所述闸门为对开式闸门，或升降式闸门中的一种。

在采取以上技术方案的基础上，本实用新型有如下有益效果：本实用新型模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，提供了专门用于研究闸下水流的对推移质的输移能力的实验装置，该装置结构简单，操作方便，能够准确截取并计算水流的挟沙量，可操作性强，具有工程实用价值。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体结构布置示意图；

图2为本实用新型装置的滤网放大示意图；

图3为本实用新型装置的取样瓶放大示意图。

1-水塔、2-取水阀门、3-水体区、4-闸门、5-沙槽区、6-滤网、7-取样瓶、8-尾水池。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例，对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例给出了一种实验装置，该装置模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，包括水塔1、取水阀门2、水体区3、闸门4、沙槽区5、滤网6、取样瓶7和尾水池8。