[实用新型]水流冲刷作用力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程领域，具体是水流冲刷作用力测量装置。

背景技术

河岸崩塌问题是我国防洪减灾事业中亟需研究解决的重要问题之一。我国许多河流经常会发生岸坡崩塌，尤其是一些大江大河由于缺乏完全彻底的治理，许多河道河势不稳，冲淤变化频繁，岸滩冲刷崩塌的现象十分普遍和严重，江河崩岸会造成河道洪水滩地流失，严重威胁防洪大堤的安全，甚至直接使堤防开裂形成洪灾。崩岸还破坏河势稳定，造成沿河工程中诸多难以补救的后果。另外，崩岸使岸边大量农田丧失、威胁沿河港口码头、厂矿安全，使国民经济遭受巨大损失。河岸崩塌破坏的影响因素众多，问题复杂，故至今对其产生机理尚不十分清楚，在防治措施方面大多仍凭经验采用传统的方法。因此，进一步加强水流冲刷作用力的室内研究，对防洪减灾和江河治理具有重大的现实意义。目前研究水流对河岸冲刷的方法一直沿用通过水流速度、水深等条件，用理论公式计算，室内试验通常就是测定水流流速。这种通过流速间接的计算水流对河岸冲刷方法有完善的空间。特别在教学时，学生只能观测水流速度，不能掌握水流速度对水流冲刷作用力大小的具体影响。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种水流冲刷

作用力测量装置，由底座、支杆、提手、刻度盘、摆杆、迎流板、转轴、指针组成，所述底座、支杆、提手、转轴、刻度盘固定设置在一起.

进一步的，所述摆杆、迎流板、指针固定设置在一起,并铰接于转轴上。

进一步的，所述支杆上、下段、摆杆均设有可伸缩、固定机构。测试时，装置底座置于河道底部，以保障整个测试过程装置处于稳定状态。

本实用新型的水流冲刷作用力测量装置，采用简单的结构构成，可直接应用于实验室或河流现场，能够直接测量水流冲刷作用力大小。学生在实验室能直观

地看到水流速度对水流冲刷作用力大小的具体影响，对教学效果可以起到很大帮助作用；能够为今后防洪减灾和江河治理研究提供重要计算参数。

附图说明

图1是水流冲刷作用力测量装置正面示意图；

图2是该装置侧面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-2所示,本实用新型的水流冲刷作用力测量装置由底座1、支杆2、提手3、刻度盘4、摆杆5、迎流板6、转轴7、指针8组成，其中底座1、支杆2、提手3、转轴7、刻度盘4固定设置在一起；摆杆5、迎流板6、指针8固定设置在一起,并铰接于转轴上；支杆2上、下段、摆杆5均设有可伸缩、固定机构，便于测定不同深度处的水流冲刷作用力。

本实用新型的水流冲刷作用力测量装置工作原理：如果迎流板浮重量为W，面积为A，使其转动的水平方向合力为P，使其转动的水平方向应力为p，则p=P/A，P与摆杆转角β的关系为P=Wsinβ/cosβ,A在铅直面投影为A*cosβ，所以使其转动的水平方向应力为p=Wsinβ/Acos2β。从公式可看出，随着摆杆转角增大β，所需要的水平方向应力为p急剧增加，如果β=90^o，即摆杆水平，所需要的水平方向应力为p为无穷大。

本实用新型的水流冲刷作用力测量装置使用时：将水流冲刷作用力测量装置底座置于水流底部（迎流板面与流向垂直），水流冲刷迎流板面，摆杆转动（指针同步转动），记录刻度盘读数即摆杆转角β，代入公式即可算出测点的冲刷力大小。测点距试验水槽（或河道）底部的高度等于试验水槽（或河道）底部至转轴高度减去迎流板面形心至转轴距离乘以sinβ。