[发明专利]冲流带海岸段波模拟实验装置和实验方法

说明书

本发明公开了一种冲流带海岸段波模拟实验装置和实验方法，包括实验池、活动挡板和渗水板，活动挡板和渗水板设置在实验池内，将实验池分割为三部分，包括储放水池、海岸段波制造池和滤水池；活动挡板可以在实验池内上下移动，将储放水池和海岸段波制造池连通或阻隔，储放水池内沿竖直方向设有刻度条，储放水池上设有第一输水管；渗水板可以通过水，泥沙不能通过，滤水池上沿竖直方向设有刻度线；海岸段波制造池包括活动挡板、实验池侧壁、实验池池底和渗水板，海岸段波制造池靠近渗水板的一端设有泥沙斜坡。通过模拟海岸的形状，提高实验数据的准确性，所以本发明提供了一种成本较低，测量准确的测量仪器。

技术领域

本发明属于冲流带海岸段波测量领域，具体涉及一种冲流带海岸段波模拟实验装置和实验方法。

背景技术

目前随着经济的发展，海岸冲流带的研究具有重要的经济价值和生态价值，如冲流带海岸对海岸附近建筑物地基稳定性的影响，海岸泥沙斜坡运动对海岸带生物繁衍的影响等。

所以海岸带水流和泥沙斜坡的运动特性具有很高的研究价值。国内外已经有相应的实验设备来测量水流和泥沙斜坡的特性，这些实验设备的价格比较昂贵，且存在着测量精度不高等问题。

这些问题主要是因为冲流带海岸具有深度浅、水流流速大、水流中泥沙斜坡含量高等复杂的特点，这些复杂的测量对象，使测量过程无论是直接测量，还是仿真模拟测量都需要考虑多种实际情况，需要多种设备进行测量，然后进行综合的分析，所以迫切需要一种测量准确，且价格便宜的测量仪器。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲流带海岸段波模拟实验装置和实验方法，解决现有技术中测量不够准确，且测量设备昂贵的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：冲流带海岸段波模拟实验装置，包括实验池、活动挡板和渗水板，实验池无上盖，活动挡板和渗水板设置在实验池内，将实验池分割为三部分，依次包括储放水池、海岸段波制造池和滤水池；活动挡板可以在实验池内上下移动，将储放水池和海岸段波制造池连通或阻隔，储放水池内沿竖直方向设有刻度条，储放水池通过第一输水管与外界水源接通；渗水板水可以通过，泥沙不能通过，滤水池上沿竖直方向设有刻度线；海岸段波制造池靠近渗水板的一端设有泥沙斜坡，泥沙斜坡由泥沙堆积而成，泥沙斜坡的坡面由渗水板一侧向活动挡板一侧由高向低倾斜设置，海岸段波制造池中设有流速测量仪，海岸段波制造池上沿竖直方向设有测量角度的刻度线。

通过设置活动挡板和渗水板，将实验池分割为三部分，即储放水池、海岸段波制造池和滤水池，活动挡板通过上下的移动，可以将储放水池和海岸段波制造池连通或阻隔，储放水池内的刻度条，可以测量储放水池内的水位，第一输水管一端连接水源，另一端伸入储放水池底端。海岸段波制造池是测量装置的主要工作区，海岸段波制造池内靠近渗水板的一端设有泥沙斜坡，泥沙斜坡由泥沙堆积而成，泥沙沿渗水板、实验池侧壁和实验池池底设置，泥沙斜坡的坡面由渗水板一侧向活动挡板一侧由高向低倾斜设置，用于模仿海岸的结构，泥沙斜坡和活动挡板之间具有一定距离，用于模仿海岸边的深水区，海岸段波制造池上用于测量角度的刻度线可以测量泥沙斜坡的坡度，当活动挡板打开时，水流从储放水池内以一定速度流到海岸段波制造池内，并形成溃坝波，然后溃坝波冲击泥沙斜坡，位于海岸段波制造池上的流速测量仪，将溃坝波速度测量，当溃坝波冲击泥沙斜坡时进行两方面测量，一方面利用声学多普勒流速剖面仪测量底床附近流速剖面时间序列数据，另一方面利用高速相机，拍摄溃坝波冲击泥沙斜坡过程中泥沙运动图像，并用粒子图像测速法处理运动图像，得到冲流运动底床附近的泥沙运动速度剖面的时间序列，渗水板只允许水通过，泥沙不能通过，当水流流到渗水板时，如果边界上的板是无渗水功能的实心板，实心板的边界将影响水的流动，使实验数据不精确，然而设置为渗水板时，渗水板可以使滤水池和海岸段波制造池的水连通，以此来减小边界对实验的影响，此外滤水池内的水还可以使渗水板一端的泥沙斜坡保持一定的含水量，使泥沙斜坡和自然状况下的海岸更加贴近，增加实验的准确性。

进一步的是，泥沙斜坡坡面和实验池池底的交汇处设有一个1cm高的障碍物，障碍物的两端和实验池的内壁连接。