[发明专利]一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置及其模拟方法

说明书

本发明公开了一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置及其模拟方法。属于生态环境保护技术领域。一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置，包括用于模拟河道的水槽，水槽的底部铺设有用于模拟河床的沙砾层，水槽的内壁两侧均设置有用于模拟河岸的土层，水槽的一端设置有进水口，水槽两侧均设置有若干用于限制水槽内壁两侧水体流速的限速机构，水槽远离进水口的一端开设有出水口，水槽上还设置有用于水体循环利用的进水组件；本发明便于对河道两侧河岸处的水流速度进行自动调整，从而更好地模拟河水流速变化，能够为科学研究提供实验模型。

技术领域

本发明涉及生态环境保护技术领域，尤其涉及一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置及其模拟方法。

背景技术

受人类活动强烈干扰，很多生态系统的水动力特性发生了显著改变。水动力特性是影响水生环境的一个重要因素，比如流速降低导致湖泊、水库的换水周期增加，营养物质得以积累，加速水体的富营养化进程，引起有害藻类水华频繁爆发；流速可造成水体泥沙输移特性改变从而影响沉积型湿生环境的稳定发展；流速增加不仅对水生生物产生直接的机械损伤，还能够通过泥沙悬浮影响水体的光照，从而带来水生生物退化等生态环境问题。

变化水动力条件下的生态环境响应研究是当前热点问题之一。流速是水动力条件变化的最直观表征因素之一。关于流速变化对水体泥沙输移特性的影响是当前需要解决的基础问题。

河水中，总体水流量越大，则水运送泥沙的能力就越强；河岸处的水流速越大，对河岸的冲刷作用就越强。河水的泥沙含量越高，淤积作用越明显。因此，在进行冲淤平衡实验时，需要控制河水的流速、含沙量和总体水流量。其中的难点在于模拟河水的流速。实际的河水中，河道中间的水的流速要高于河道两侧的水的流速；又因为模拟的河道要远远窄于实际河道，难以在提供足够水流量的同时，在河岸两侧模拟实际河道中较缓慢的沿岸水的流速。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置及其模拟方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于环境与生态水力学流速的模拟装置，包括用于模拟河道的水槽，所述水槽的底部铺设有用于模拟河床的沙砾层，所述水槽的内壁两侧均设置有用于模拟河岸的土层，所述水槽的一端设置有进水口，所述水槽两侧均设置有若干用于限制水槽内壁两侧水体流速的限速机构，所述水槽远离进水口的一端开设有出水口，所述水槽上还设置有用于水体循环利用的进水组件。

优选的，所述限速机构包括若干均匀分布的限速板，所述限速板上开设有均匀分布的通水孔，所述限速板与土层活动相抵，多个所述限速板转动连接有同一个连接杆，所述水槽上通过螺栓连接有连接板，所述连接杆设置在连接板上。

优选的，所述限速机构还包括用于驱动限速板沿连接杆轴向运动的位移组件以及用于驱动限速板旋转的旋转组件，所述位移组件包括连接在连接杆外壁的限位板，所述连接杆外壁套接有第一弹性元件，所述第一弹性元件的两端分别与限位板和连接板相连，所述连接杆滑动连接在连接板内。

优选的，所述旋转组件包括固设在连接板外壁的支撑板，所述支撑板外壁开设有弧形轨道槽，所述弧形轨道槽内壁活动连接有固定杆，所述固定杆与限速板固定相连，所述旋转组件还包括固设在水槽外壁的L形板，所述L形板外壁开设有放置槽，所述限速板远离支撑板的一端活动连接在放置槽内。

优选的，所述限速板远离支撑板的一端开设有凹槽，所述凹槽内壁连接有第二弹性元件，所述第二弹性元件远离凹槽内壁的一端连接有移动杆，所述移动杆与L形板外壁活动相抵。

优选的，所述水槽远离进水口的一端设置有淤泥积蓄槽，所述出水口开设在淤泥积蓄槽上，所述淤泥积蓄槽与水槽相互连通，所述水槽外壁两侧均通过铰链连接有转动板，所述转动板活动连接在淤泥积蓄槽内，所述转动板内开设有活动槽，所述活动槽内活动连接有活动板，所述活动板与淤泥积蓄槽内壁活动相抵。