[发明专利]野外河床演变情况下测量潜流带实验装置及其实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及水流检测领域，尤其涉及一种野外河床演变情况下测量潜流带实验装置及其实验方法。

背景技术

在自然河流中，地表水与浅层地下水的相互作用过程称为潜流交换，这一过程对其中底栖生物的生存，物质循环以及能量交换具有重要的影响，同时地表水中的细颗粒如泥沙，微生物等也会随着水流进入潜流带内部从而对潜流带内部的河床组成造成影响。通常研究人员通过室内循环水槽实验，并结合数值模拟的方法来确定其潜流带内部河床的变化形式，然而这一过程往往做了很多的假定，不能完全符合真实河流中交换过程。现有技术中并没有对实际河流中潜流带河床内部演变过程的研究。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种效率高且取样方便的野外河床演变情况下测量潜流带实验装置。

本发明的第二目的是提供该野外河床演变情况下测量潜流带实验装置的实验方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述的一种野外河床演变情况下测量潜流带实验装置，包括在河床底部开挖有基坑，该基坑的底部铺设有滤水型土工织物，该土工织物上方设有由若干个组合式塑料板拼接围成的长方形容器，该长方形容器底部固定于河床上，该长方形容器的外侧叠设有若干个可拆卸卡板；所述组合式塑料板由若干开有圆孔的塑料板组合而成，上下塑料板之间留有取样孔，该取样孔的外侧覆有薄木片，内侧覆有薄膜；长方形容器内部盛放有堆积成波浪状的砂砾，该砂砾上方铺设有塑料网，该塑料网通过搭扣搭接在组合式塑料板上；取样时，从中间向两边、从上向下进行取样，在沙坡上方往下插入隔离板，在取样孔中插入取样板，长方形容器被取样板、隔离板和塑料板分隔为若干个封闭容器，将取样板拆卸下来，然后插入取样器，将取样器取得的砂样带回实验室进行砂样密度、级配的测量和砂样中进入微生物的观察记录。

优选的，所述组合式塑料板上开设有若干均匀布置的圆孔，该圆孔内插入圆柱状塑料棒；该组合式塑料板包括A型塑料板和B型塑料板，相邻塑料板之间榫连接；所述A型塑料板由开有圆孔的大塑料板和无孔大塑料板叠设而成，其中无孔大板位于长方形容器的外壁，开有圆孔的大板位于长方形容器的内壁；所述B型塑料板包括由若干个组合板拼接而成的塑料板，该组合板由开有圆孔的小塑料板和无孔小塑料板叠设而成，其中无孔小塑料板位于长方形容器外壁，开有圆孔的小塑料板位于长方形容器内壁；左右组合板之间榫连接，上下组合板之间留有取样孔，该取样孔的外侧覆有薄木片，内侧覆有薄膜。

进一步，所述A型塑料板和B型塑料板的四角通过带槽口的底座相互固定。

其中，在所述长方形容器的外侧设有固定塑料墙，该固定塑料墙通过带槽口的底座固定于基坑上；所述固定塑料墙由若干个塑料板组成，左右相邻塑料板之间榫连接，上下相邻塑料板之间留有取样孔，通过柱状卡合件连接。

优选的，所述长方形容器内部、对应于取样孔处设有用于固定取样板插入的支座。

进一步，长方形容器内部上方设有用于固定隔离板的卡座，该卡座沿长方形容器的长度方向均布，每一卡座的位置对应于组合式塑料板的横向接缝处。

优选的，所述隔离板由整块隔离片和可拆分隔离片叠设而成，可拆分隔离片由若干个隔离片通过塑料套筒和带把手的塑料棒配合连接而成。

再者，所述长方形容器内壁上、位于砂砾的上方设有用于测量侧面水流流速的流速仪。

本发明所述的采用野外河床演变情况下测量潜流带实验装置的实验方法，包括如下步骤：

第一步：根据设计需求选择流域位置，在枯水期的河床上挖制基坑，并在基坑底部铺设一定厚度的滤水型土工织物，铺好后将预制的组合式塑料板拼装形成长方形容器，长方形容器的底部固定于河床上；

第二步：将取样板插入长方形容器中的取样孔内，贯穿长方形容器，并从长方形容器的另外一侧伸出；根据取样板的位置组装固定塑料墙，并通过带槽口的底座将固定塑料墙固定于基坑上；将取样板抽出，在长方形容器中的取样孔中插入圆柱状塑料棒；

第三步：制备沙坡，将用去离子水清洗过的沙子放置入长方形容器中，沙坡高度高于最上层的薄木片，砂砾的表面覆盖有一层塑料网，并用搭环搭接在组合式塑料板上；

第四步：长方形容器内砂砾的上方设置有用于测量侧面水流流速的流速仪，将可拆卸卡板和长方形容器上的无孔塑料板卸下，卸下无孔的塑料板后在相邻开有圆孔的塑料板之间插入密封条；在整个实验过程中每隔8小时对长方形容器覆水取样，测量其中悬沙的含量和粒径分布；