用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，支撐柱上端平面設置有水平布置的頂板，頂板上均勻布置有多個用于設置模擬植被的透孔，頂板下方的支撐柱上設置有底板，底板一個側邊鉸接在對應支撐柱上，與該側邊相對的另一側邊為自由端，該自由端下方設置有一坡度調節機構，坡度調節機構調節底板的角度，底板在任意角度下，自透孔穿過的模擬植被始終處于豎直狀態。模擬實驗裝置的仿真度高，實驗結果真實準確；該實驗裝置克服了現有實驗水槽模擬坡面植被時無法使植被垂直地面的技術問題，為水土保持、土地沙漠化、人工造林、城市綠化、城市區域植被防洪等提供技術支持。
【專利說明】
用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置
技術領域
[0001]本發明涉及流域水文過程模擬技術領域，尤其涉及一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]由于經濟的發展和城市化水平的提高，人類正在肆意改造自然，對植被亂砍亂伐以擴大自己的領地，導致大量自然流域面被半不透面所取代，進而對坡面流產流及匯流過程產生劇烈影響，使降雨與坡面徑流的響應關系發生變化。災害性暴雨、洪水頻繁出現，造成的直接經濟損失數以萬億元計，并危及人類的生命安全。所以有必要對人類影響下坡面植被對水流阻力影響的變化規律、機理進行模擬研究，從而為災害性洪水預測防治、土壤侵蝕治理及水利工程建設提供科學依據。
[0003]現有技術中，對坡面流的研究主要通過室內模擬實驗，其中有一些實驗裝置模擬研究了坡面植被對水流阻力的影響，但是一般實驗會設置不同坡度水槽，并在水槽底部放上人工種植的植物、水草以及插塑料棒等用以模擬坡面植被，通過放水或是人工降雨來模擬坡面水流，觀察坡面水流在不同坡面植被及坡度下的流動情況，進而分析坡面水流阻力變化機理，這種實驗手段雖然能一定程度上證明不同坡面植被對地表水流有著影響作用。但是，實驗水槽底部的人工植被、水草等會隨著坡度的變化始終垂直水槽底部，而現實中的坡面植被是垂直于水平而非坡面。因此，現有的實驗裝置模擬得到的結果是不準確的，獲取的研究成果與實際有一定的偏差。然而目前沒有實驗裝置對不同坡度下坡面植被垂直地面這種情況進行研究模擬，所以為了更加真實模擬現代流域坡面植被對水流阻力的影響規律，需要輔以新的實驗模型進行相關的模擬實驗。
[0004]由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提尚。
【發明內容】
[0005]鑒于上述現有技術的不足，本發明在于提供一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，以保證在實驗過程中模擬植被始終垂直于水平。
[0006]為解決上述技術問題，本發明方案包括:
[0007]—種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，其包括多個豎直布置的支撐柱，其中，支撐柱上端平面設置有水平布置的頂板，頂板上均勻布置有多個用于設置模擬植被的透孔，頂板下方的支撐柱上設置有底板，底板一個側邊鉸接在對應支撐柱上，與該側邊相對的另一側邊為自由端，該自由端下方設置有一坡度調節機構，坡度調節機構調節底板的角度，底板在任意角度下，自透孔穿過的模擬植被始終處于豎直狀態。
[0008]所述的實驗裝置，其中，上述底板之長度方向的兩側邊上分別設置有由有機玻璃制成的側板，側板、頂板、底板形成實驗區域，側板與底板形成水流通道。
[0009]所述的實驗裝置，其中，上述底板上設置有橡膠層，模擬植被包括塑料棒，塑料棒的下端布置有金屬針，金屬針用于插接在橡膠層上，橡膠層的厚度大于等于金屬針的長度，塑料棒的長度大于頂板至底板的距離。
[0010]所述的實驗裝置，其中，上述坡地調節機構為液壓升降柱。
[0011]所述的實驗裝置，其中，上述頂板、底板均由有機玻璃制成，頂板的厚度為兩毫米，底板的厚度為十毫米。
[0012]所述的實驗裝置，其中，上述橡膠層通過粘合劑固定在底板上。
[0013]本發明提供的一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，具有結構簡單、制作成本低、實驗操作與調節簡便等特點，而且模擬實驗裝置的仿真度高，實驗結果真實準確;該實驗裝置克服了現有實驗水槽模擬坡面植被時無法使植被垂直地面，進而導致無法真實準確地反映不同坡度下水流阻力取值變化機理等技術問題;為水土保持、土地沙漠化、人工造林、城市綠化、城市區域植被防洪等提供技術支持。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明中實驗裝置的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明中帶有模擬植被的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明提供了一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0017]本發明提供了一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，如圖1與圖2所示的，其包括多個豎直布置的支撐柱I，其中，支撐柱I上端平面設置有水平布置的頂板2，頂板2上均勻布置有多個用于設置模擬植被的透孔3，頂板2下方的支撐柱I上設置有底板4，底板4 一個側邊鉸接在對應支撐柱I上，與該側邊相對的另一側邊為自由端，該自由端下方設置有一坡度調節機構7，坡度調節機構7調節底板4的角度，底板4在任意角度下，自透孔3穿過的模擬植被始終處于豎直狀態。
[0018]在本發明的另一較佳實施例中，上述底板4之長度方向的兩側邊上分別設置有由有機玻璃制成的側板，由于側板是透明的故在圖中未視出。側板、頂板、底板形成實驗區域，側板與底板形成水流通道側板、頂板2、底板4形成實驗區域，側板與底板4形成水流通道。而且上述底板4上設置有橡膠層5，模擬植被包括塑料棒8，塑料棒8的下端布置有金屬針9，金屬針9用于插接在橡膠層5上，通過金屬針9與透孔3保持塑料棒8處于豎直狀態，并且橡膠層5的厚度大于等于金屬針9的長度，避免了金屬針穿過橡膠層5釘到底板4上損壞針頭，并且塑料棒8的長度遠遠大于頂板2至底板4的距離，從而保證了底板4處于任何角度，都能使塑料棒8豎直在布置在頂板2與底板4之間。
[0019]更進一步的，上述坡地調節機構7為液壓升降柱，其結構簡單，效率較高，當然也可以采用電動升降桿等設備。上述頂板2、底板4均由有機玻璃制成，頂板2的厚度為兩毫米，底板4的厚度為十毫米。并且上述橡膠層5通過粘合劑固定在底板4上。通過坡地調節機構7可以調節底板4處于不同角度，以模擬不同坡度的坡面植物，而塑料棒8通過下端金屬針9與底板4拆卸連接，從而使塑料棒8可以隨著坡度的變化上下移動，這樣可以隨著坡度變化拆卸塑料棒，使實驗操作變得簡單，保證了不同坡度的需要。
[0020]當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發明的保護。
【主權項】
1.一種用于模擬不同坡度坡面植被對水流阻力影響的實驗裝置，其包括多個豎直布置的支撐柱，其特征在于，支撐柱上端平面設置有水平布置的頂板，頂板上均勻布置有多個用于設置模擬植被的透孔，頂板下方的支撐柱上設置有底板，底板一個側邊鉸接在對應支撐柱上，與該側邊相對的另一側邊為自由端，該自由端下方設置有一坡度調節機構，坡度調節機構調節底板的角度，底板在任意角度下，自透孔穿過的模擬植被始終處于豎直狀態。2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，上述底板之長度方向的兩側邊上分別設置有由有機玻璃制成的側板，側板、頂板、底板形成實驗區域，側板與底板形成水流通道。3.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，上述底板上設置有橡膠層，模擬植被包括塑料棒，塑料棒的下端布置有金屬針，金屬針用于插接在橡膠層上，橡膠層的厚度大于等于金屬針的長度，塑料棒的長度大于頂板至底板的距離。4.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，上述坡地調節機構為液壓升降柱。5.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，上述頂板、底板均由有機玻璃制成，頂板的厚度為兩毫米，底板的厚度為十毫米。6.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，上述橡膠層通過粘合劑固定在底板上。
【文檔編號】G09B25/00GK106023766SQ201610533859
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】張升堂, 劉元臣, 張景洲, 王浩嵐, 李紅, 王亨利
【申請人】山東科技大學