[实用新型]高含沙洪水揭河底模拟试验装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种水工模型，特别涉及一种模拟高含沙洪水揭河底及固结黏性土起动的高含沙洪水揭河底模拟试验装置。

背景技术：

在黄河小北干流及渭河等河段，当通过高含沙量洪水时，河床往往会发生剧烈的集中冲刷，在前期经过一定时期淤积、沉淀，密度较大、强度较高的“胶泥层”，有时会从床面上被揭掀而起，像卷“地毯”一样被卷起，成块、成片地露出水面，面积可达几平方米甚至十几平方米，然后在短时间内破碎、坍落，被水流冲散带走。群众把这种高含沙洪水条件下河床的剧烈冲刷现象形象地称为“揭河底”。黄河“高含沙水流运动的特有现象之一”。由于“揭河底”现象形成条件比较特殊，包括长年工作在黄河岸边的水利工作者和沿黄群众，能真正亲眼目睹“揭河底”现象的人很少，因而素有黄河百年奇观之称。一旦发生这种情况，河床往往发生强烈下切，严重者一次洪峰可以将河床冲深几米乃至近十米。“揭河底”冲刷具有强烈的冲刷造槽作用，能很好地恢复河道过洪能力；但同时冲刷又往往引起河道主槽的迁徙，使工程着溜部位不断地变化，容易造成河道工程沉蛰、坍塌，增加汛期防汛抢险的复杂性；特别是由于河槽大幅度冲刷，大河水位下降，致使沿河机电灌站脱流，严重影响到沿岸工农业生产。上世纪七十年代以来，这一现象就受到国内外水利工作者的高度关注，并开展了大量的研究，为人们进一步认识“揭河底”现象奠定了基础，但由于“揭河底”现象发生的随机性，很难在实际中测得到跟随性较强的“揭河底”实测资料，制约了“揭河底”冲刷指标的建立。为此，不得不通过模型试验研究此问题。然而，目前还没有人成果模拟黄河“揭河底”的相关报道。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种成功模拟黄河“揭河底”现象，为研究黄河“揭河底”现象提供水力参数的高含沙洪水揭河底模拟试验装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

提供一种高含沙洪水揭河底模拟试验装置，该试验装置包括试验水槽，在试验水槽上布置有模拟河床，所述模拟河床由两层组成：下层为采用中值粒径0.05mm的粗颗粒粉煤灰模拟的粗沙层，厚度为40～45cm，上层为采用中值粒径小于0.01mm的极细粉煤灰模拟的“胶泥层”，厚度为1～3cm，模拟河床的床面比降为4‰；在试验水槽外面设置有搅拌池，在搅拌池中设置有潜水泵，潜水泵通过水槽循环管道与试验水槽相连接，在水槽循环管道上安装有电磁流量计和自动控制阀门，试验水槽的左端为浑水进口段，右端为浑水出口段，并且浑水出口段与退水池相接通，退水池通过水槽循环管道与试验水槽相接通，在浑水出口段与试验水槽之间设有平板闸门，试验水槽安装有水位测针和移动测桥，移动测桥安装有流速仪，用于在不同部位跟随测量水力泥沙参数。

本实用新型具有如下积极效果：由于“揭河底”现象具有较强的随机性，很难在原型上获得详细的水力参数，因此若对此问题开展深入系统的研究，必须开展室内控制的水槽试验。本实用新型为研究黄河“揭河底”现象这一难题提供了可行的试验方法和装置，为研究固结黏性土的起动这一水利行业难题提供了可行的试验方法；为认清“揭河底”现象发生机理、建立“揭河底”冲刷指标奠定了基础，对河流泥沙的学科发展起到了一定的积极作用。

附图说明：

图1为本实用新型的试验装置结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，高含沙洪水揭河底模拟试验装置包括试验水槽1，在试验水槽上布置有模拟河床(图中未示出)，所述模拟河床由两层组成：下层为采用中值粒径0.05mm的粗颗粒粉煤灰模拟的粗沙层，厚度为40～45cm，上层为采用中值粒径小于0.01mm的极细粉煤灰模拟的“胶泥层”，厚度为1～3cm，模拟河床的床面比降为4‰；试验水槽1外面设置有搅拌池2，在搅拌池2中设置有潜水泵3，潜水泵3通过水槽循环管道4与试验水槽1相连接，在水槽循环管道4上安装有电磁流量计5和自动控制阀门6，试验水槽1的左端为浑水进口段7，右端为浑水出口段8，并且浑水出口段与退水池9相接通，退水池9通过水槽循环管道4与试验水槽1相接通，在浑水出口段8与试验水槽1之间设有平板闸门10，试验水槽1安装有水位测针11和移动测桥12，在移动测桥12上安装有流速仪，用于在不同部位跟随测量水力泥沙参数。

利用该试验装置，进行高含沙洪水揭河底模拟试验：

(1)、选用三组级配的粉煤灰模拟河床分层：