[发明专利]雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置及其使用方法

权利要求书

1.一种雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，该装置包括：模型槽(1)和蓄水箱(6)；变坡滑道(2)在所述模型槽(1)上方一定高度延伸至其底部，在模型槽(1)的内部设置有若干个流速计(5)，流速计(5)固定在模型槽(1)的底部，其中心与变坡滑道(2)的中心位于同一直线上；在所述模型槽(1)相对的两个侧面上分别设置有数目相同的进水口(3)和出水口(4)，所述蓄水箱(6)的底部设置有进水口和出水口，其出水口通过水泵(7)连接所述模型槽(1)的进水口(3)，其进水口通过水泵(7)连接所述模型槽(1)的出水口(4)；在所述模型槽(1)相邻的两侧面外部还分别设置有粒子图像测速仪(9)和自动数码相机(10)，在所述模型槽(1)的上方还设置有粒子图像测速仪(11)；所述变坡滑道(2)上设置有变坡滑道阀门(8)，所述变坡滑道阀门(8)距离模型槽(1)顶部一定高度，所述变坡滑道阀门(8)以上为雪崩蓄存区，以下为滑动坡道；所述雪崩蓄存区在变坡滑道阀门(8)闭合的情况下为一个密封腔体，用于存储雪崩模拟材料；所述滑动坡道在所述模型槽(1)顶部以上的部分有侧壁、上部开口，在所述模型槽(1)顶部以下的部分无侧壁、上部开口，该部分设置有变坡滑道转轴(12)。

2.根据权利要求1所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，所述变坡滑道转轴(12)为1～3个，角度变化范围为0°～60°。

3.根据权利要求1所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，所述雪崩模拟材料为浓度为2.0％～3.0％的聚酯乙烯或浓度为1.0％～2.0％的氟硅酸钠。

4.根据权利要求2所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，所述雪崩模拟材料为密度为300kg/m³～400kg/m³、粒径为1mm～3mm的球形木质颗粒。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，所述模型槽(1)的进水口(3)和出水口(4)为5～8个，孔径为1cm～2cm。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置，其特征在于，流速量程范围为0m/s～10m/s，精度范围为0.01m/s～0.1m/s，数量为6～10个。

7.一种权利要求1所述的雪崩冲击高山堰塞湖的模拟试验装置的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)模拟之前的初始化：

调整所述变坡滑道上的变坡滑道转轴使其达到预设的变坡角度并固定，关闭水槽雪崩蓄存区的变坡滑道阀门；

将流速计计数清零，调整粒子图像测速仪、自动数码相机、高速摄像机使其镜头垂直于变坡滑道；

将根据预设试验制备好的雪崩模拟材料置入所述变坡滑道的雪崩蓄存区；

在所述蓄水箱内加满水，打开模型槽进水口的阀门和水泵的开关，当模型槽内达到预设水位时，打开模型槽出水口处的阀门和水泵的开关，使模型槽内水位保持不变；

(2)模拟雪崩，捕捉相关信息：打开所述粒子图像测速仪、高速摄像机和自动数码相机，打开所述变坡滑道的变坡道阀门，当雪崩接触到水面时，开启所述粒子图像测速仪和所述高速摄像机的快速捕捉模式；

(3)数据处理和分析：基于观测拍摄到的图像、视频信息，利用图像处理技术分析，获得雪崩冲击多变坡河道时水面波形变化规律和水底雪崩扩散特征；

(4)清理装置，为下一组试验做准备：试验结束后，关闭粒子图像测速仪、高速摄像机、流速计和自动数码相机，关闭模型槽的进水口处的阀门，清洗模型槽和变坡滑道，并将模型槽内水全部排出至蓄水箱后，关闭模型槽出水口处的阀门；将蓄水箱中水排出、清洗水箱，并在水箱中重新加入干净的水，开展下一组试验；

(5)重复步骤(1)至(4)直至完成所有的预设试验。