[发明专利]一种河流综合模拟实验仿真平台

说明书

本发明公开了一种河流综合模拟实验仿真平台，包括模拟沙盘、泥沙、计算机系统、主控制系统、水泵循环系统、储水箱、水位控制装置、过滤装置和坡度控制装置；所述模拟沙盘内一侧设置有至少一个水流控制器；水流控制器的相对侧，在模拟沙盘内部设置有水平面调节管；模拟沙盘下部设置的水泵循环系统、储水箱、水位控制装置、坡度控制装置均与主控制系统连接；水流控制器与水泵循环系统连接；水平面调节管与水位控制装置连接；水平面调节管下端通过过滤装置与储水箱连接；坡度控制装置调节模拟沙盘倾斜角度。本案便于塑造河流，用时短易塑性；可以调节流水的各项参数、水平线高度模拟不同的自然条件；生动形象的展现力，趣味性、功能性和科学性。

技术领域

本发明涉及一种自然地理学科的一款河流综合模拟实验设备。

背景技术

众所周知，自然界的河流都是弯曲状的。河流的弯曲除了受到自然界各种力的影响还有重要的一点就是流水的作用而引起的。河道通过上游流水进行流水的搬运、侵蚀及堆积等因素作用后，形成了各种基于地表形态塑造方面的自然现象。由于河流的变化及地表形态的塑造是非常漫长的演变过程，对于此类自然现象的研究大多都是通过理论及实地科考等进行研究，对于中小学生理解这方面的知识结构就显得比较吃力。此设备通过发明创造，可以在相对较短的时间（10-20分钟）内完成河流的塑造及模拟各种地貌的形成，譬如：河流的裁弯取直、牛扼湖、曲流、冲积扇、河漫滩、江心洲、阶地、凹岸侵蚀、凸岸堆积、”U”、“V”型谷等重要的地理现象。

发明内容

本发明目的是：提供一种可以模拟自然界地貌、河流，能够生动形象的展现由于流水的各种作用后，形成了各种基于地表形态塑造方面的自然现象并可以观察分析的河流综合模拟实验仿真平台。

本发明的技术方案是：一种河流综合模拟实验仿真平台，包括模拟沙盘、泥沙、计算机系统、主控制系统、水泵循环系统、储水箱、水位控制装置、过滤装置和坡度控制装置；所述模拟沙盘内一侧设置有至少一个水流控制器；所述水流控制器一侧的模拟沙盘上设置有颜料系统；所述水流控制器的相对侧，在模拟沙盘内部设置有水平面调节管；所述模拟沙盘下部设置的水泵循环系统、储水箱、水位控制装置、坡度控制装置均与主控制系统连接；所述水流控制器与水泵循环系统连接；所述水流控制器上还连接有流量传感器；所述水平面调节管与水位控制装置连接，水位控制装置调节水平面调节管高度来模拟水平线位置；所述水平面调节管下端通过过滤装置与储水箱连接；所述坡度控制装置调节模拟沙盘坡度和倾斜角度；所述计算机系统与主控制系统连接；所述模拟沙盘上设置有控制调节界面；所述控制调节界面与主控制系统连接。

优选的，所述模拟沙盘上设置有调节支架；所述调节支架上设置有水流测速系统；所述水流测速系统在x、y和z三轴方向上均可调节位置；所述水流测速系统与主控制系统连接；所述调节支架为可移动龙门结构；所述水流测速系统在x、y和z三轴方向上均可调节位置；所述水流测速系统至少有一个；水流测速系统实时的测量同一河段不同的水流流速值，得到量化数据。

优选的，所述水流测速系统为风车式水流速测速系统；所述风车式水流速测速系统采用非接触式光电脉冲编码器；所述风车式测速传感器的风车中心设置有轴承，水流带动风车转动。

优选的，所述模拟沙盘上设置有摄像头拍照系统；所述摄像头拍照系统与计算机系统连接；实时录像和拍照，可以将整个实验过程记录下来，也可以随时按下拍照键进行随时抓取实验瞬间。

优选的，所述过滤装置包括抽拉式过滤隔层；当模拟沙盘中水量超过水位控制装置最大水位后，多余的水将通过水平面调节管流到储水箱之中，在流入储水箱之前会有抽拉式过滤隔层将随着水流带过去的泥沙进行过滤，防治大量泥沙流入到储水箱，抽出抽拉式过滤隔层定期清理过滤的泥沙。

优选的，所述坡度控制装置包括坡度传感器。

优选的，所述水流控制器为进步式水流控制器，进步式水流控制器像模拟沙盘中注水。