[实用新型]一种变坡水槽供沙仪器

说明书

技术领域

本实用新型属于水利仪器制造和改进领域，特别涉及一种用于提高室内水力实验的精确度和可控性的变坡水槽供沙仪器。

背景技术

我国是世界土壤侵蚀最严重的国家之一，土壤侵蚀危害严重。土壤侵蚀直接影响到水、土资源的开发、利用和保护问题，水土资源是人类生存最基本的条件。我国风力侵蚀面积最大，其次是水力侵蚀，但就对国民经济的影响而言，水力侵蚀的危害整体上比风力侵蚀要大。

水力侵蚀主要外营力为降雨形成的坡面流，坡面流影响着侵蚀颗粒的分离、输移、沉积过程，塑造地表各种形态，反过来，地表形态的改变，将又影响坡面流的水力特性。这二者之间的互相反馈，主要是受水流中泥沙含量的影响。在特定土壤、水流条件下，若侵蚀颗粒输移率小于其当前条件下的挟沙力，则发生侵蚀，若输移率大于当前条件下的挟沙力，则发生沉积，若两者相等，则在当前条件下水流输沙平衡，便不会改变地表形态，因而水流条件也不会改变。可见，研究坡面流、土壤、含沙量三者的关系便可以很好的解决水力侵蚀中土壤分离、输移、沉积规律，同时可为建立土壤侵蚀物理模型及土壤侵蚀预报模型打下铺垫，为水土保持措施布局、实施提供参考。

为了建立土壤侵蚀物理模型及土壤侵蚀预报模型，国内外学者开展了一系列室内变坡水槽实验，研究坡面流对土壤的分离、输移、沉积作用以及坡面流水力性质和土壤性质的相互作用决定土壤侵蚀发生、发展的过程。如图1所示，通常情况下，室内变坡水槽实验将一种特定性质的土壤置于槽面，再通过控制流量、坡度等因子进行冲刷实验，以此来建立土壤冲刷量与流量、坡度或者是其他间接得出的水力参数之间的关系式。

室内变坡水槽实验是研究坡面流、土壤、水流含沙量三者关系的主要手段，而水流含沙量的控制是至关重要的。但目前大多数实验是以清水流作为研究对象，忽略了坡面流实际上是一种含沙水流，且含沙量对水流特性及床面性质有着重要影响。为了进一步研究含沙水流对于土壤侵蚀的作用，实验中往往是直接在水槽上方通过供沙器加沙，来模拟含沙水流。但上述方式，不仅对很浅的坡面流水力性质有很大影响，而且由于坡面流水深较浅，沿竖直方向下降的泥沙颗粒很容易在降落处形成堆积，改变水槽床面性质。在进行的一些坡面含沙水流试验中，含沙量的控制还存在缺陷，产生如下不良影响：1.下落泥沙颗粒会改变水流水力性质，加大水流紊动；2.垂直下落的泥沙落到床面上，可能发生沉积，改变床面性质。上述不良影响将可能很大程度上影响实验结果。

针对这种现状，有必要研究一种新的供沙设备，保证试验时水流含沙量的稳定，且不产生上述不良影响，更能够与室内变坡水槽配套使用，从而为研究坡面流、土壤、含沙量三者之间关系提供更好的实验手段。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种可保证实验时水流含沙量稳定、能够与室内变坡水槽配套使用的变坡水槽供沙仪器。

本实用新型采用的技术方案如下：一种变坡水槽供沙仪器，包括升降平台、第一供水箱、供沙槽、供沙器、第二供水箱；其中，升降平台包括第一升降平台1和第二升降平台，第一升降平台高于第二升降平台，两者之间的高度差为供水槽的垂直高度；第一供水箱水平放置在第一升降平台上，第二供水箱水平放置于第二升降平台上，供沙槽上端密封连接第一供水箱的出水侧面，供沙槽的下端与第二供水箱的入水端连接，第二供水箱的另一端设有弧面过渡带，该过渡带与变坡水槽相衔接；所述的供沙槽的正上方设置供沙器，为供沙槽内提供所需的试验泥沙。

第一升降平台以及第二升降平台为矩形，矩形四角分别固定支撑在一杆鞘上，杆鞘活动套接在一立杆上，通过设置于杆鞘上的松紧螺母实现杆鞘与立杆的松紧(其中，顺时针拧松，逆时针拧紧)；第一升降平台与第二升降平台通过金属板连接，所述的供沙槽支撑在金属板上；所述的立杆底端分别旋接立杆筒，立杆筒下端分别固定设置在支撑桌的桌面上，支撑第一升降平台的四根立杆顶端分别与第一顶盖的四角固定连接，支撑第二升降平台的四根立杆顶端分别与第二顶盖的四角固定连接；所述的支撑桌的桌脚上设有用以调节桌面水平的螺母，支撑桌的高度为1.5米；所述的支撑桌、第一升降平台、第二升降平台以及立杆均为不锈钢材料制成。