用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体制造技术

用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，梯形的上部分布有相互之间具有间隙的水平截面为矩形的柱体，多个柱体形成“梳齿状”结构。本清淤结构体可使用在一种河道或渠道清淤实验基础装置上进行河道或渠道清淤实验研究，为河道或渠道清淤提供具有一定价值的结构体设计基础。

【技术实现步骤摘要】
用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体
本技术涉及实验研究结构模型，特别涉及河渠道清淤研究实验的结构，属于实验研究模型

技术介绍
基于我国地势特征及河流流域内水土流土等原因，国内诸多江河道、引水渠道及城市内河多存在不同程度的泥沙沉淤现象。泥沙沉积最直接的影响因素就是水流携沙能力的降低。目前，全世界范围内的学者对水流携沙能力方面进行了较为丰富、全面的理论研究。相较当下两种常见的清淤方式及其优缺点，申请人所在科研团队在中国专利申请号2020202027531（一种河道或渠道清淤实验基础装置）专利申请中已进行了简要陈述，并率先提出“一种河道或渠道清淤实验基础装置”。清淤实验基础装置仅为广大学者在清淤实验研究中提供一种便捷的基础条件，并不包含具体的清淤结构体，还需要凭借广大研究人员的创造性不断丰富该研究领域的内容。为给该领域的研究学者进行实验研究提供进一步的参考，申请人所在科研团队亦接着研究了若干清淤结构体。申请人已对该系列结构进行了初探实验研究，实验组较对照组具有明显高的清淤影响，因结构模型的工程实践涉及工程体各个具体参数的确定，参数的确定是一系列实验探究得出的最优值或范围。所以，本申请提出的模型体暂且仅涉及实验研究范畴，通过后期的系统性实验研究，为工程结构体的实践应用提供科学指导。关于本结构体最优参数值或范围的确定以及其他清淤结构模型的科学探究，有待同众学者在日后共同努力，为丰富该领域的研究以及为清淤结构体的工程实践做出应有的贡献。
技术实现思路
本技术的目的在于在上述的实验基础装置的基础上，提供与其配套实验进行基础实验研究的清淤结构体。为实现本技术的目的，采用了下述的技术方案：用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，梯形的上部分布有相互之间具有间隙的水平截面为矩形的柱体，多个柱体形成“梳齿状”结构。进一步的；所述的每个柱体为一层柱体或为多层柱体固定连接组成。进一步的；所述的每个柱体为多层柱体固定连接组成，固定连接采用插接，下部的柱体上表面具有凸起，上部的柱体下表面具有与凸起向配合的凹槽，凸起插在凹槽中。进一步的；所述的间隙为矩形或三角形或梯形或圆弧形。本技术的积极有益技术效果在于：本清淤结构体可使用在一种河道或渠道清淤实验基础装置上进行河道或渠道清淤实验研究，为河道或渠道清淤提供具有一定价值的结构体设计基础。附图说明图1是本结构体单层实施例的示意图。图2是本结构体多层实施例的示意图。图3是图2的分解示意图。图4是本结构体放入实验槽中的示意图。图5是三角形间隙的示意图。图6是圆弧形间隙的示意图。具体实施方式为了更充分的解释本技术的实施，提供本技术的实施实例。这些实施实例仅仅是对本技术的阐述，不限制本技术的范围。结合附图对本技术进一步详细的解释，附图中各标记为：100：清淤结构体；1：梯形；2：迎流面；3：背流面；4；柱体；41：下部的柱体；411：凸起；42：上部的柱体；421：凹槽，5：间隙；6：实验槽。说明：图3是图2的分解示意图，在图3中示意除了两排上部柱体，实际上是一排，上部的一排是下部一排翻转了180度显示出了凹槽。如附图所示，用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，所述的清淤结构体100下部纵向截面为实心的梯形，1所示为梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面2和背流面3，梯形的上部分布有相互之间具有间隙5的水平截面为矩形的柱体，所述的间隙为矩形或三角形或梯形或圆弧形，图1中的间隙为矩形，图4、图5示出了间隙为三角形、弧形的图示，4所示为柱体，多个柱体形成“梳齿状”结构，所述的每个柱体为一层柱体或为多层柱体固定连接组成。所述的每个柱体为多层柱体固定连接组成，图2、图3示出了多层柱体，固定连接采用插接，下部的柱体41上表面具有凸起411，上部的柱体42下表面具有与凸起向配合的凹槽421，凸起插在凹槽中。清淤结构体的左右两侧面的形状与实验槽两侧壁的形状相适应。梳齿状之间的间隙在本结构体中为过流冲沙槽。该系列清淤结构体是受申请人专业领域山地灾害防治研究，以山洪泥石流工程防治措施中极为常见的拦沙坝工程结构为启发而提出。其中，泥石流拦沙坝分为透水性拦沙坝和不透水性拦沙坝，前者是基于工程实践过程中为降低坝前堆积体静水压力以提高坝体稳定性等原因由后者优化而来，拦沙坝在山洪泥石流防治领域中的应用则来源于为调洪、蓄水、发电等需求建设的水工坝。水工坝最为直接的表现是蓄水，拦沙坝主导作用是拦沙排水，而本专利提出的清淤结构体的作用是导水、扰动水体，以此提高水体紊动性、携沙能力。相较本申请提出的清淤结构体，拦沙坝和水工坝都是利用其大型结构体尺寸产生的库容进行目的物拦截（拦沙坝拦沙、水工坝拦水），而本结构则是安置于河渠道内部，结构体浸没于水环境中，利用结构体的扰动提高水体的紊动性，最终的宏观表现为提高水流的携沙能力。本顶启式清淤结构体的实验模型体是一个下部断面为梯形、上部断面的矩形的结构体，整个结构体的实验模型可由钢铁板、塑料板、木板等材料加工而成。基于当下实验研究槽段断面一般为矩形或梯形断面，本申请的结构体断面取梯形。结构体下部是实体结构，其作用主要有二：1）增大结构体自身的重力，增强结构体在水环境下的稳定性；2）携沙水流在结构体的影响下会加大对河床、渠道底部的冲刷侵蚀，下部实体结构将有效防止水体对河渠道产生过渡清淤结果；3）下部实体结构会影响河渠道上游区一定范围，并在该范围内允许一定的泥沙淤积，降低携沙水流对河床、渠道的冲刷侵蚀。结构体上部为矩形断面，且增设开敞式过流冲沙槽。结构体上部的“梳齿状”结构体可以段状分层安置，其安置方式包括但不限于“插槽式”。过流冲沙槽有以下作用：1）较顶封式清淤结构更加明显增加过流能力，降低因结构体的设立而造成结构体附近及上游方向的水位涌高、对河渠道过流断面面积的影响，2）顶启式清淤结构较顶封式清淤结构的水体条件要求更低，即：顶启式清淤结构基于主动式清淤理念同样依赖上游来流，但是顶启式清淤结构体的过流冲沙槽作用机理为“束水攻沙”而非顶封式清淤结构过流冲沙孔产生的“压力流”。该结构体的下部为梯形断面，梯形底角不取90°。原因定性描述如下：1）结构体迎流面坡度比降“1：i”（i＞0）。结构体迎流面呈倾斜态较直立态更加有效降低结构体在上游方向附近的水体回流扰动，有利于保留水体原有动能；结构体迎流面呈倾斜态有利于承受更多来自其正上方的静水压力，更加有利于结构体的抗滑、抗倾覆能力。2）结构体背流面坡度比降“1：j”（j＞0）。结构体背流面呈倾斜态较直立态更加有效降低水体越过结构体产生“瀑布”效应的水体消能，有利于保留水体越过结构体后动能；结构体背流面呈倾斜态较直立态更加有利于结构体的抗倾覆能力。过流冲沙槽一般以一个或多个过流冲沙槽“一字型”排列，亦可同过流冲沙孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，其特征在于：所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，梯形的上部分布有相互之间具有间隙的水平截面为矩形的柱体，多个柱体形成“梳齿状”结构。/n

【技术特征摘要】
1.用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，其特征在于：所述的清淤结构体下部纵向截面为实心的梯形，梯形的两个底脚均为锐角，梯形的纵向两侧分别为迎流面和背流面，梯形的上部分布有相互之间具有间隙的水平截面为矩形的柱体，多个柱体形成“梳齿状”结构。


2.根据权利要求1所述的用于河渠道清淤研究实验的顶启式清淤结构体，其特征在于：所述的每个柱体为一层柱体或为多层柱体固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢湘平，王小军，刘世明，刘玉春，陈铭，杜明凯，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41