[发明专利]泥石流泥舌沿程空间演化测量系统及测量方法

说明书

本发明实施例涉及一种泥石流泥舌沿程空间演化测量系统及测量方法，系统包括：泥舌形成装置，具有支架和输送沟槽；输送沟槽的出口端具有使泥石流形成泥舌的溢流口；泥舌观测装置，具有底端开口的箱体，出口端与箱体连通；尾料池装置，具有设置在箱体下方的尾料池本体，尾料池本体中设置有多个顶端开口的采样盒；测量装置，具有第一传感器、多个第二传感器和多个图像采集器；第一传感器设置在溢流口处；各第二传感器分别设置在各采样盒上；各图像采集器设置在箱体的外周；分析装置，与第一传感器、第二传感器和图像采集器电连接。本发明实施例的系统能够模拟泥石流形成的泥舌过坝下泄过程，克服了无法有效获取泥舌流体特性、运动特征参数问题。

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，特别涉及一种泥石流泥舌沿程空间演化测量系统及测量方法。

背景技术

泥石流动力过程中具有十分强烈的冲刷作用，其中拦砂坝满库后泥石流过坝造成坝后冲刷是威胁拦砂坝安全运营的一种作用形式，极易致使坝基被冲刷后悬空而导致坝体垮塌等工程事故。如何保护坝基不被掏刷，成为制约泥石流拦砂坝安全设计的一个重要问题。泥石流坝后冲刷的长度、深度等参数是泥石流防治工程设计及施工的重要依据，其研究一直以来是泥石流防治工程的难点和重点。

目前为止，泥石流坝后冲刷坑参数的研究主要还是参考水利工程冲刷坑参数计算公式，在野外调查和模拟实验的基础上，结合泥石流的特点加以修正，建立了一些坝后冲刷坑的参数计算公式。泥石流过坝下泄形成的泥舌，具有巨大的冲击能量，是泥石流坝后冲刷的动力来源。当不同泥石流体、沟床、工程等条件下的泥石流翻过拦砂坝后，其泥舌在下泄过程中沿程空间断面的流体特性、运动特征的演化，具有不同的冲击力特征，这将直接影响其对下游沟道的冲刷作用，对坝后冲刷的过程有决定性影响。泥舌的内部流速分布、内部物质分布、纵横向扩散特征、与下游沟床的入射角、入射曲线、入射速度等流体特性、运动特征均是制约泥舌冲击特性和拦砂坝下游沟床冲刷研究的难点问题。并且，由于野外泥石流爆发突然且历时短暂，其本身具有的强大破坏能力以及其本身为非均质流体导致的不可观测性，使得现场实地对泥石流过坝泥舌在沿程空间的参数演化及冲击力的测量十分困难。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种泥石流泥舌沿程空间演化测量系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个实施例，提供一种泥石流泥舌沿程空间演化测量系统，包括：

泥舌形成装置，具有支架和输送沟槽，所述输送沟槽设置在所述支架上；所述输送沟槽的出口端具有使泥石流形成泥舌的溢流口；

泥舌观测装置，具有底端开口的箱体，所述出口端与所述箱体连通；

尾料池装置，具有设置在所述箱体下方且可滑动的尾料池本体，所述尾料池本体中设置有多个顶端开口的采样盒；

测量装置，具有第一传感器、多个第二传感器和多个图像采集器；所述第一传感器设置在所述溢流口处；各所述第二传感器分别设置在各所述采样盒上；各所述图像采集器设置在所述箱体的外周；

分析装置，与所述第一传感器、所述第二传感器和所述图像采集器电连接。

在一些实施例中，还包括料斗，所述料斗与所述输送沟槽的进口端连通；所述料斗与所述进口端的接合处设置有闸门，所述闸门与所述分析装置电连接。

在一些实施例中，所述箱体的顶面和/或所述箱体的侧面开设有观察窗口。

在一些实施例中，还包括驱动机构，所述驱动机构与所述尾料池本体连接，用于带动所述尾料池本体相对所述输送管滑动；所述驱动机构与所述分析装置电连接。