一種含沙量垂線分布水工模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水工模型，特別涉及一種模擬含沙量垂線分布規(guī)律的水工模型，其IPC國際專利分類號(hào)E02B1/02，屬于水利領(lǐng)域。本發(fā)明在要測(cè)量的斷面上設(shè)置多根取樣管，取樣管的進(jìn)水口設(shè)置在同一個(gè)垂向直線的不同高度上，集中固定在一個(gè)固定裝置上，每根取樣管的導(dǎo)管側(cè)壁上連接一個(gè)正負(fù)雙向氣壓閥，在每根導(dǎo)管上各連接一個(gè)獨(dú)立的在線含沙量測(cè)試儀；所述固定裝置上設(shè)置縱向調(diào)整螺栓和橫向調(diào)整絲杠，用來進(jìn)行縱向和橫向距離調(diào)整。本發(fā)明能夠使模型試驗(yàn)中含沙量同斷面垂向多測(cè)點(diǎn)采樣的精度和效率大大提高，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確與完善具有極大的促進(jìn)作用，因此意義巨大。
【專利說明】一種含沙量垂線分布水工模型
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種水工模型，特別涉及一種模擬含沙量垂線分布規(guī)律的水工模型，其IPC國際專利分類號(hào)E02B1/02，屬于水利領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】:
[0002]天然河流中的懸移質(zhì)泥沙為非均勻沙，含沙量與粒配垂線分布的調(diào)整是河床沖淤的直接原因。因此，含沙量與粒配垂線分布是懸移質(zhì)泥沙輸移研究的關(guān)鍵點(diǎn)。為了研究含沙量與粒配垂線分布與河床沖淤之間的相互作用關(guān)系，需要開展精細(xì)水槽試驗(yàn)，為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，這就需要在試驗(yàn)時(shí)大批量采集同斷面垂向多個(gè)測(cè)點(diǎn)的試樣，并且要對(duì)這些大批量的試樣進(jìn)行及時(shí)的處理。而現(xiàn)有的取樣裝置和取樣方法，都無法滿足上述要求，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)試驗(yàn)中含沙水流垂向含沙量采樣精度難以達(dá)到要求的問題，設(shè)計(jì)一種原理簡(jiǎn)單，易于操作的垂向測(cè)點(diǎn)含沙量采樣方法，能夠?qū)崿F(xiàn)同一垂向斷面多測(cè)點(diǎn)同時(shí)米樣。本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0004]一種垂向測(cè)點(diǎn)含沙量采樣方法，包括以下步驟:
[0005](I)設(shè)置取樣設(shè)備:在要測(cè)量的斷面上設(shè)置多根不銹鋼取樣管，所述取樣管內(nèi)徑為4_，多根所述取樣管的進(jìn)水口設(shè)置在同一個(gè)垂向直線的不同高度上，每根所述取樣管的進(jìn)水口之間的垂直距離為lcm-2Cm;每根所述取樣管的上端伸出水面后，集中固定在一個(gè)固定裝置上，每根所述取樣管的上端出口均連接一根獨(dú)立的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管為內(nèi)徑4mm的軟管；每根所述導(dǎo)管延伸到試驗(yàn)水槽以后，在每根所述導(dǎo)管上各設(shè)置一個(gè)閥門，然后，在每個(gè)所述閥門上方的導(dǎo)管側(cè)壁上連接一個(gè)正負(fù)雙向氣壓閥；在每根所述導(dǎo)管的尾端各連接一個(gè)獨(dú)立的在線含沙量測(cè)試儀；最后，將所述每根導(dǎo)管的出口連接到退水池；所述固定裝置上設(shè)置縱向調(diào)整螺栓和橫向調(diào)整絲杠，用來進(jìn)行縱向和橫向距離調(diào)整；
[0006](2)編號(hào):根據(jù)每根取樣管的進(jìn)水口水深，按照由淺到深的順序，依次對(duì)每根取樣管及相應(yīng)的導(dǎo)管、在線含沙量測(cè)試儀進(jìn)行編號(hào)；
[0007](3)抽真空:人工操作每根導(dǎo)管上的所述正負(fù)雙向氣壓閥，將每根取樣管抽真空，使每根取水管能夠?qū)崿F(xiàn)自吸式抽取渾水；
[0008](4)取樣:根據(jù)試驗(yàn)需要，開啟全部或某個(gè)編號(hào)的在線含沙量測(cè)試儀，打開相應(yīng)導(dǎo)管上的所述閥門，開始取樣；
[0009](5)調(diào)整取樣垂線:完成一個(gè)垂線的取樣測(cè)量后，關(guān)閉已打開的所述閥門，調(diào)整所述固定裝置上的橫向調(diào)整絲杠，使所述固定裝置進(jìn)行橫向移動(dòng)，將所述取樣管的進(jìn)水口移動(dòng)到同一個(gè)斷面的另一個(gè)垂線；重復(fù)步驟(4)，完成該垂線的取樣測(cè)量；
[0010](6)重復(fù)步驟⑷和(5)，完成整個(gè)斷面的取樣測(cè)量；
[0011]當(dāng)某個(gè)編號(hào)的取樣管被泥沙淤堵時(shí)，利用相應(yīng)編號(hào)的所述正負(fù)雙向氣壓閥對(duì)該取樣管充氣，消除淤堵；因河床淤積進(jìn)水口被埋在床面以下的取樣管不再取樣，當(dāng)河床沖刷進(jìn)水口再次露出床面時(shí)，通過正負(fù)雙向氣壓閥充氣消除對(duì)應(yīng)取樣管的淤堵，再次進(jìn)行取樣。
[0012]本發(fā)明的采樣方法，發(fā)明點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0013](I)所有取樣管的進(jìn)水口設(shè)置在同一垂向直線的不同高度上，而且每個(gè)取樣管對(duì)應(yīng)連接一個(gè)獨(dú)立的在線含沙量測(cè)試儀，可以在同一個(gè)斷面垂向的多個(gè)測(cè)點(diǎn)同時(shí)采集大量的試樣，保證了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性；
[0014](2)每個(gè)導(dǎo)管側(cè)壁上安裝的正負(fù)雙向氣壓閥，既能夠?yàn)槌跏既犹峁┴?fù)壓，又能夠在取樣管淤堵時(shí)，為取樣管充氣消除；
[0015](3)固定裝置上設(shè)有縱向調(diào)整螺栓和橫向調(diào)整絲杠，縱向調(diào)整螺栓能夠上下進(jìn)行微調(diào)，適應(yīng)因泥沙淤積、沖刷導(dǎo)致的河床變化，橫向調(diào)整絲杠能夠進(jìn)行較大的橫向距離調(diào)整，使本發(fā)明的采樣設(shè)備能夠在各個(gè)不同的垂線上取樣；
[0016]本發(fā)明能夠使模型試驗(yàn)中含沙量同斷面垂向多測(cè)點(diǎn)采樣的精度和效率大大提高，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確與完善具有極大的促進(jìn)作用，因此意義巨大。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0017]圖1、本發(fā)明的整體布置示意圖
[0018]圖2、本發(fā)明的取樣管局部結(jié)構(gòu)詳圖(左邊為側(cè)視圖，右邊為順著水流方向的正視圖)。
[0019]圖中，I為取樣管、2為導(dǎo)管、3為正負(fù)雙向氣壓閥、4為閥門、5為固定裝置、6為在線含沙量測(cè)試儀、7為退水池、8為試驗(yàn)水槽。
【具體實(shí)施方式】:
[0020]下面結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[0021]本發(fā)明的垂向測(cè)點(diǎn)含沙量采樣方法，包括以下步驟:
[0022](I)設(shè)置取樣設(shè)備:在要測(cè)量的斷面上設(shè)置多根不銹鋼取樣管I，順?biāo)鞣矫娌⒊梢慌?。所述取樣管I內(nèi)徑為4mm，多根所述取樣管I的進(jìn)水口設(shè)置在同一個(gè)垂向直線的不同高度上，每根所述取樣管I的進(jìn)水口之間的垂直距離為lcm-2cm。每根所述取樣管I的上端伸出水面后，集中固定在一個(gè)固定裝置5上，每根所述取樣管I的上端出口均連接一根獨(dú)立的導(dǎo)管2，所述導(dǎo)管2為內(nèi)徑4mm的軟管。每根所述導(dǎo)管2延伸到試驗(yàn)水槽8外以后，在每根所述導(dǎo)管2上各設(shè)置一個(gè)閥門4，然后，在每個(gè)所述閥門4上方的導(dǎo)管2側(cè)壁上連接一個(gè)正負(fù)雙向氣壓閥3，該正負(fù)雙向氣壓閥3與導(dǎo)管2側(cè)壁之間，也設(shè)置有一個(gè)閥門4。再在每根所述導(dǎo)管2的尾端各連接一個(gè)獨(dú)立的在線含沙量測(cè)試儀6，可以獨(dú)立地對(duì)每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的試樣進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，保證了大批試樣無需保存，即取即測(cè)，保證了準(zhǔn)確性和及時(shí)性。最后，將所述每根導(dǎo)管2的出口連接到一個(gè)退水池7。在所述固定裝置5上設(shè)置有縱向調(diào)整螺栓和橫向調(diào)整絲杠，縱向調(diào)整螺栓能夠上下進(jìn)行微調(diào)，適應(yīng)因泥沙淤積、沖刷導(dǎo)致的河床變化，橫向調(diào)整絲杠能夠進(jìn)行較大的橫向距離調(diào)整，使本發(fā)明的采樣設(shè)備能夠在一個(gè)橫斷面的各個(gè)不同的垂線上取樣。
[0023](2)編號(hào):根據(jù)每根取樣管I的進(jìn)水口水深，按照由淺到深的順序，依次對(duì)每根取樣管I及相應(yīng)的導(dǎo)管1、在線含沙量測(cè)試儀5進(jìn)行編號(hào)。[0024](3)抽真空:人工操作每根導(dǎo)管2上的所述正負(fù)雙向氣壓閥3，將每根取樣管I抽真空，使每根取水管I能夠?qū)崿F(xiàn)自吸式抽取渾水。
[0025](4)取樣:根據(jù)試驗(yàn)需要，開啟全部或某個(gè)編號(hào)的在線含沙量測(cè)試儀6，打開相應(yīng)導(dǎo)管2上的所述閥門4，開始取樣。
[0026](5)調(diào)整取樣垂線:完成一個(gè)垂線的取樣測(cè)量后，關(guān)閉已打開的所述閥門4，調(diào)整所述固定裝置5上的橫向調(diào)整絲杠，使所述固定裝置5進(jìn)行橫向移動(dòng)，將所述取樣管I的進(jìn)水口移動(dòng)到同一個(gè)斷面的另一個(gè)垂線；重復(fù)步驟(4)，完成該垂線的取樣測(cè)量。
[0027](6)重復(fù)步驟⑷和(5)，完成整個(gè)斷面的取樣測(cè)量。
[0028]當(dāng)某編號(hào)的取樣管I被泥沙淤堵時(shí)，利用相應(yīng)編號(hào)的所述正負(fù)雙向氣壓閥3對(duì)該取樣管I充氣，消除淤堵。因河床淤積而將進(jìn)水口埋在床面以下的取樣管I不再取樣，當(dāng)河床沖刷進(jìn)水口再次露出床面時(shí)，通過正負(fù)雙向氣壓閥3充氣消除對(duì)應(yīng)取樣管I的淤堵，再次進(jìn)行取樣。
[0029]本發(fā)明的取樣方法，設(shè)備正常工作時(shí)為自吸式采集渾水樣本，正負(fù)雙向氣壓閥3在初始取樣時(shí)適用，通過其抽取渾水，實(shí)現(xiàn)自吸式，此外，當(dāng)取樣管I淤堵時(shí)，可通過充氣消除，而且每根導(dǎo)管2上都設(shè)有單獨(dú)的正負(fù)雙向氣壓閥3，對(duì)其中一根進(jìn)行清理淤堵時(shí)，不影響其他的正常采樣，與現(xiàn)有的清洗設(shè)備和清洗方法相比，具有非常大的優(yōu)勢(shì)。
[0030]在試驗(yàn)過程中，對(duì)于因河床淤積而埋在床面以下的測(cè)點(diǎn)不再取樣，而當(dāng)河床沖刷再次露出床面時(shí)，可通過正負(fù)雙向氣壓閥3充氣消除對(duì)應(yīng)取樣管I的淤堵，再次工作。
[0031]本發(fā)明每個(gè)垂線上可設(shè)置多個(gè)不同深度的含沙量采樣測(cè)點(diǎn)，具體制作使用時(shí)，可事先多設(shè)置若干個(gè)采樣測(cè)點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)由于泥沙淤積、沖刷的影響，出露水面的測(cè)點(diǎn)及埋沒河床底部的測(cè)點(diǎn)可以放棄使用，當(dāng)試驗(yàn)工況水深改變時(shí)，對(duì)采樣設(shè)備上下位置進(jìn)行微調(diào)即可滿足要求。
[0032]本發(fā)明解決了斷面垂向定點(diǎn)含沙量采樣困難的問題，采用本發(fā)明能夠精確的采集到同斷面垂向多測(cè)點(diǎn)的含沙量試樣，且原理簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，操作方便，對(duì)試驗(yàn)中量取斷面垂向定點(diǎn)含沙量具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種含沙量垂線分布水工模型，其特征在于，該模型包括: (1)設(shè)置取樣設(shè)備:在要測(cè)量的斷面上設(shè)置多根不銹鋼取樣管，所述取樣管內(nèi)徑為4_，多根所述取樣管的進(jìn)水口設(shè)置在同一個(gè)垂向直線的不同高度上，每根所述取樣管的進(jìn)水口之間的垂直距離為lcm-2Cm;每根所述取樣管的上端伸出水面后，集中固定在一個(gè)固定裝置上，每根所述取樣管的上端出口均連接一根獨(dú)立的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管為內(nèi)徑4mm的軟管；每根所述導(dǎo)管延伸到試驗(yàn)水槽以后，在每根所述導(dǎo)管上各設(shè)置一個(gè)閥門，然后，在每個(gè)所述閥門上方的導(dǎo)管側(cè)壁上連接一個(gè)正負(fù)雙向氣壓閥；在每根所述導(dǎo)管的尾端各連接一個(gè)獨(dú)立的在線含沙量測(cè)試儀；最后，將所述每根導(dǎo)管的出口連接到退水池；所述固定裝置上設(shè)置縱向調(diào)整螺栓和橫向調(diào)整絲杠，用來進(jìn)行縱向和橫向距離調(diào)整； (2)編號(hào):根據(jù)每根取樣管的進(jìn)水口水深，按照由淺到深的順序，依次對(duì)每根取樣管及相應(yīng)的導(dǎo)管、在線含沙量測(cè)試儀進(jìn)行編號(hào)； (3)抽真空:人工操作每根導(dǎo)管上的所述正負(fù)雙向氣壓閥，將每根取樣管抽真空，使每根取水管能夠?qū)崿F(xiàn)自吸式抽取渾水； (4)取樣:根據(jù)試驗(yàn)需要，開啟全部或某個(gè)編號(hào)的在線含沙量測(cè)試儀，打開相應(yīng)導(dǎo)管上的所述閥門，開始取樣； (5)調(diào)整取樣垂線:完成一個(gè)垂線的取樣測(cè)量后，關(guān)閉已打開的所述閥門，調(diào)整所述固定裝置上的橫向調(diào)整絲杠，使所述固定裝置進(jìn)行橫向移動(dòng)，將所述取樣管的進(jìn)水口移動(dòng)到同一個(gè)斷面的另一個(gè)垂線；重復(fù)步驟(4)，完成該垂線的取樣測(cè)量； (6)重復(fù)步驟(4)和(5)，完成整個(gè)斷面的取樣測(cè)量； 當(dāng)某個(gè)編號(hào)的取樣管被泥沙淤堵時(shí)，利用相應(yīng)編號(hào)的所述正負(fù)雙向氣壓閥對(duì)該取樣管充氣，消除淤堵；因河床淤積進(jìn)水口被埋在床面以下的取樣管不再取樣，當(dāng)河床沖刷進(jìn)水口再次露出床面時(shí)，通過所述正負(fù)雙向氣壓閥充氣消除對(duì)應(yīng)取樣管的淤堵，再次進(jìn)行取樣。
【文檔編號(hào)】E02B1/02GK103866734SQ201410076744
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】趙連軍, 江恩慧, 吳國英, 武彩萍, 陳俊杰, 李軍華, 朱超, 李遠(yuǎn)發(fā), 耿淼蕊, 任艷粉, 曹永濤, 劉剛森, 宋莉萱, 羅立群, 王嘉儀, 郜國明, 董其華, 李濤 申請(qǐng)人:黃河水利委員會(huì)黃河水利科學(xué)研究院