[发明专利]洪水作用下河床动态变化的模拟装置及多点实时监测方法

摘要

本发明公开了一种洪水作用下河床动态变化的模拟装置，包括河道模拟槽，槽内设有坝体，坝体上设有电动闸门；坝体上下游的河道模拟槽分别为蓄水区和洪水模拟区，洪水模拟区的底部铺设有砂层，砂层下方的河道模拟槽的底壁上安装有若干高频压力传感器；各高频压力传感器的正上方一一对应设有激光装置；电控装置根据砂层实时厚度计算公式计算出对应砂层的实时厚度。本发明还公开了使用上述洪水作用下河床动态变化的模拟装置进行的多点实时监测方法。本发明对水体及砂层均不造成干扰，且不要求水槽的边壁透明，可实现多点测量，在需要的监测点的河道模拟槽的底壁上安装高频压力传感器并对应设置激光装置，测量结果较为精确。

主权项

1.洪水作用下河床动态变化的模拟装置，包括河道模拟槽，河道模拟槽内设有坝体，坝体上设有电动闸门；坝体上游侧的河道模拟槽形成蓄水区，坝体下游侧的河道模拟槽形成洪水模拟区，洪水模拟区的下游端设有出水口，电动闸门连接有电控装置并通过电控装置控制电动闸门的启闭；/n其特征在于：/n洪水模拟区的底部铺设有与模拟河段河床砂的硬度相同的砂层，砂层下方的河道模拟槽的底壁上设有若干安装孔，各安装孔内分别安装有一个高频压力传感器，高频压力传感器的信号线紧贴河道模拟槽的底壁铺设并在引出河道模拟槽后与电控装置相连接；/n各高频压力传感器的正上方一一对应设有激光装置，各激光装置均高于预定的洪水水位并分别与电控装置相连接；电控装置接收激光装置从发射激光到接收到返回激光的时间差信息，根据下述砂层实时厚度计算公式计算出各激光装置所对应的模拟河床的砂层的实时厚度：/n ；/nH3为高频压力传感器处模拟河床的砂层的实时厚度，单位为米；/nH为激光装置与其对应的高频压力传感器之间的距离，单位为米；/nT为激光装置测量的从发射激光到接收到返回激光的时间差，单位为秒；/nv1是激光在空气中传播速度299792458米/秒；/nv2是激光在水中的传播速度225000000米/秒；/nd2为水的密度1000千克/立方米；/nd3为砂层的密度，单位为千克/立方米；/nP为高频压力传感器监测到的压强值，单位为帕斯卡；/ng为重力常数，为9.8N/kg；/n所述激光装置发射激光的频率与高频压力传感器的测量频率相同并均大于100Hz。/n