[发明专利]一种研究非淹没刚性植物条件下泥沙起动的装置及方法

权利要求书

1.一种研究非淹没刚性植物条件下泥沙起动的装置，包括第二水槽（5）、稳流装置、模拟植物群（8），第二水槽（5）内依次设置有注水区（14）、试验区（15）、排水区（16），稳流装置位于注水区（14）和试验区（15）之间，模拟植物群（8）位于试验区（15）内，其特征在于：还包括泥沙（12）、泥沙槽（13），泥沙槽（13）位于试验区（15）内，模拟植物群（8）固定于泥沙槽（13）内，泥沙（12）位于泥沙槽（13）内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括可调节尾门（10），排水区（16）开有排水口（19），在排水口（19）附近的第二水槽（5）上安装有可调节尾门（10），通过调整可调节尾门（10）的开度调节第二水槽（5）排水量的大小。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：还包括变坡装置（6），第二水槽（5）为变坡水槽，变坡装置（6）设置在注水区（14）内。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：还包括第一水槽（1）、进水管（2）、超声波流量计（3）、变频水泵（4）、排水管（11），进水管（2）的一端位于第一水槽（1）的水中，进水管（2）的另一端位于变坡装置（6）的上方，进水管（2）上安装有变频水泵（4）、超声波流量计（3），排水管（11）一端与排水口（19）相连接，另一端与第一水槽（1）相连接，第一水槽（1）的水位低于第二水槽（5）的水位。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：稳流装置为平水格栅（7）。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括沉沙区（17），沉沙区（17）位于试验区（15）与排水区（16）之间，沉沙区（17）的水槽底部设置有沉沙池（9）内。

7.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于：

第一步，在泥沙槽（13）内按照需要排列模拟植物，并使模拟植物固定在泥沙槽（13）的底面上；

第二步，在使泥沙槽（13）内装满泥沙（12）；

第三步，往注水区（14）内缓慢注水，使水流保持为恒定均匀状态，并使得水位稳定在试验所需的水深位置，此时，植物区的泥沙均处于静止不动的状态；

第四步，在水深不变的条件下，逐步加大往注水区（14）内注水的水量，调节变坡装置（6）、可调节尾门（10），使单位时间内注入注水区（14）的水量与单位时间内排出排水区（16）的水量相同，当流速达到一定值时，出现少量可数的泥沙颗粒在运动，且泥沙可以沿水流方向在植物区内穿越，带有持续性时，测定植物所在区域内水流的平均流速，即为泥沙起动流速。

8.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于：在试验过程中测量泥沙重度为                                                ，泥沙粒径为，植物杆径为，植物密度为，测定泥沙起动时的水深为，通过公式

确定泥沙起动流速。