[实用新型]集降雨与汇流共同作用的可调节泥石流起动模拟实验系统

说明书

一种集降雨与汇流共同作用的可调节泥石流起动模拟实验系统，该实验系统的物料槽槽底可以更换，既能保证槽底的粗糙度与原实验土体的匹配程度又能充分考虑槽底的透水性能；该实验系统的物料槽宽度可按照该地区泥石流特性进行调节，具备普遍适用性；该实验系统的人工降雨系统扩大了连续变化雨强范围，能充分考虑到人工降雨类型与降雨过程的相似性，能达到采用雨量、雨强、降雨类型来表征对应相遇过程的目的；能够将泥石流起动试验中模拟后方汇流冲刷的水配比成一定浓度，保证了实验水流浓度的相似性；该实验模拟装置能够做到集成控制，避免实验操作的繁琐步骤，并且在试验结束后对实验垃圾进行分类处理。

技术领域

本实用新型涉及一种关于泥石流的模拟实验系统，具体涉及一种集降雨与汇流共同作用的可调节泥石流起动模拟实验系统。

背景技术

参考近几年统计资料可知，中国泥石流活动区域面积达430万km²，泥石流已经成为山区经济建设中不可忽视的一大灾害。由于泥石流暴发突然成灾迅速的特点使得其起动和运动过程鲜少被直接观测。因此，泥石流起动实验的开展成为研究泥石流起动机理研究的重要手段。

中国大多数泥石流由降雨诱发，降雨及其汇流冲刷触发的泥石流起动物理模拟备受关注。而中国人工降雨与泥石流起动实验的开展均以室内物理模拟试验为主。从当前普遍采用的实验手段和材料来看均存在以下问题：(1)绝大多数室内物理模拟试验沿用了直斜式小型泥石流槽模拟沟床，槽底虽通过各种手段增加了糙率，但未能保证槽底的粗糙度与原实验土体的匹配程度；(2)当前绝大多数室内模拟实验的泥石流槽底只考虑了增大摩擦而忽略了透水问题；(3)现阶段的泥石流模型槽均是针对某一特定地区设计，不具备普遍适用性；(4)现行的人工人工降雨装置形成的降雨均为持续且均一的，未能考虑到人工降雨类型与降雨过程的相似性，整体与实际自然降雨差别较大；(5)目前的泥石流起动试验模型都能有效保证试验与原型的几何相似性，对于水流浓度的相似性均未涉及；(6)现行的模拟实验装置均存在实际操作不便问题，无法做到集成控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种集降雨与汇流共同作用泥石流启动综合性模拟试验系统。本实用新型可以模拟不同地区、不同坡度、不同降雨类型和不同后方汇水面流冲刷作用下泥石流的起动、运移和堆积过程，并在试验后实现实验垃圾分类回收处理。

本实用新型包括第一升降机、第二升降机、第三升降机、废料手推车、污水回收池、分流导槽、三号摄像机、电波流速仪、二号摄像机、一号摄像机、雨量传感器、集成人工降雨板、降水管路、电磁流量计、电磁控水阀门、数据接收器、集成控制中心、浊水池、清水池、升降机滑动轨道、移动操作台、操作台蓄电池、操作台升降板、后方汇水池、物料槽、流通槽、堆积区、可更换槽底板槽、固定量角器、槽宽调节悬臂、直弯流通槽切换卡口、孔压、含水率及基质吸力测试装置、流速流量测试装置、冲击力测试装置、浊水搅拌器、仪器台和智能自吸泵。

物料槽包括可更换槽底板槽、槽宽调节悬臂、槽宽调节转动轴、亚克力侧壁、防水推进器。

其中，第一升降机、第二升降机、第三升降机均通过线轨固定在升降机滑动轨道上，第一升降机上部通过焊接与钢架相连，钢架顶部以焊接形式与固定量角器以及物料槽底端的转动轴承相连，第二升降机上部通过焊接与钢架相连，钢架顶部以焊接形式与固定量角器以及流通槽底端的转动轴承相连，第三升降机与固定量角器以及堆积区相连。

物料槽、流通槽、堆积区以及分流导槽之间通过软橡胶合页粘接，废料手推车、污水回收池安置在分流导槽对应出口处，物料槽顶端与后方汇水池粘接并固定在仪器台上。

物料槽由两侧的亚克力侧壁及底板组成，底部设有可更换槽底板槽，槽宽调节转动轴焊接在可更换槽底板槽下方，防水推进器一侧与亚克力侧壁粘合，另一侧与槽宽调节悬臂焊接在一起，设置在槽宽调节转动轴两侧。

物料槽上方设置一号摄像机，流通槽上方布置电波流速仪以及二号摄像机，堆积区上方布置三号摄像机。