[发明专利]一种固沟保塬工程措施模拟装置

说明书

一种固沟保塬工程措施模拟装置，包括用于放置黄土侵蚀沟模型的坡面板，坡面板安装在折叠支架上，折叠支架由坡面板安装支架、底座支架、调节螺杆组成，坡面板安装支架与底座支架的一端铰接，坡面板安装支架与底座支架的另一端之间安装调节螺杆，坡面板安装支架通过螺纹接头能够沿调节螺杆上下活动；所述黄土侵蚀沟模型的上方设置有人工降雨装置，坡面板的底端布置有泥沙收集箱；在坡面板的板面上设置有传感器以及用于将传感器检测到的数据传输至外部传感器数据采集器的数据线。本发明通过在现场实施有固沟保塬工程措施与无工程措施的对比，实现了工程实际效果的定量分析。

技术领域

本发明属于地质灾害防控领域，具体涉及一种固沟保塬工程措施模拟装置。

背景技术

传统涉及降雨诱发地质灾害的物理模拟装置，如泥石流物理模拟装置，一般都使用金属结构支架，较为笨重，不便于移动，只能在室内试验场中进行模拟试验。而在工程实际中，地质灾害发生位置大多数在较为偏远的地区，所需的模拟介质大多需要原位取样带回室内进行物理模拟，需要耗费大量的人力及物力，且运输过程中也会改变介质的理化性状，影响模拟试验效果。加上室内模拟试验中，野外地形的相似性和物源的相似性难以得到满足。因此需要开发一种既能方便携带且模拟效果良好的新型野外物理模拟实验装置和方法来进行物理模拟试验，以实现针对溯源侵蚀过程及固沟保塬工程实施效果的对比和反馈。

目前常用的固沟保塬工程措施主要有沟头回填、淤地坝、坡改梯、修建蓄水池等，这些工程措施虽有较多的实际工程经验，但实施效果如何目前还缺乏一套成熟的原位物理模拟方法，因此也就难以做到对工程实际效果的进行定量评估与分析。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种固沟保塬工程措施模拟装置，该模拟装置轻巧便携，能在现场进行模拟试验，与周边环境相似程度高。

为了实现上述目的，本发明固沟保塬工程措施模拟装置包括用于放置黄土侵蚀沟模型的坡面板，坡面板安装在折叠支架上，折叠支架由坡面板安装支架、底座支架、调节螺杆组成，坡面板安装支架与底座支架的一端铰接，坡面板安装支架与底座支架的另一端之间安装调节螺杆，坡面板安装支架通过螺纹接头能够沿调节螺杆上下活动；所述黄土侵蚀沟模型的上方设置有人工降雨装置，坡面板的底端布置有泥沙收集箱；在坡面板的板面上设置有传感器以及用于将传感器检测到的数据传输至外部传感器数据采集器的数据线。坡面板的板面上连续开设有凹槽，凹槽衔接处形成用于增大黄土侵蚀沟模型附着力的摩擦条纹。

所述黄土侵蚀沟模型两侧的坡面板上设置有挡板。

所述黄土侵蚀沟模型顶部与底部两侧的坡面板外部连接集雨器。

所述坡面板安装支架与底座支架的中部分别加工有各自的折叠处。人工降雨装置包括通过水管与供水箱连接的花洒，供水箱内设有用于向水管输水的抽水泵。

本发明固沟保塬工程措施模拟装置的模拟方法，包括以下步骤：首先，取两套模拟装置分别在坡面板上制作黄土侵蚀沟模型，其中一套模拟工程措施，另一套不使用任何工程措施作为对照，记录模型的尺寸参数并计算塬面积及沟道参数；然后，通过坡面板安装支架调节坡面板的倾角；最后，通过人工降雨装置同时定量的对两套黄土侵蚀沟模型均匀降雨，观测沟道冲刷情况，通过传感器数据采集器读取传感器数据，对比塬面积及沟道参数的变化。

模拟坡改梯工程措施的具体方法如下：