一种流域洪水演进可视化模拟装置的制作方法

本发明涉及洪水演进模拟，尤其涉及一种流域洪水演进可视化模拟装置。

背景技术：

1、目前水动力学模型在水利信息化系统中的应用非常广泛，一维水动力学模型由于计算效率高，是目前天然河道、渠道最为常见的水动力学建模方式，模型一般只需几秒至十几秒就能完成计算，其结果为各河道断面的水位、流量过程；但是存在只能通过表格、曲线、纵横剖面图来展示结果的不足，无法匹配地图进行更直观的洪水展示。二维水动力学模型计算结果可视化效果好，通过对模型结果网格进行分色渲染，设置材质、透明度，再叠加航拍影像图、dem(数字高程模型)后，可实现非常形象逼真的二维洪水动态展示。然而，由于二维水动力学模型计算复杂、效率低，动则需要耗费几个小时甚至十几个小时进行计算，因此无法满足在线实时计算的要求，从而限制了其在水利信息化系统中的应用，因此需要一个简单的模拟装置来对流域洪水进行模拟测试，由于区域的地貌不同需要不断的调试不同地貌对洪水阻挡的实验。

2、为此，我们设计了一种流域洪水演进可视化模拟装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决区域的地貌不同需要不断的调试不同地貌对洪水阻挡的问题，而提出的一种流域洪水演进可视化模拟装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种流域洪水演进可视化模拟装置，包括可视箱体本体和设置在可视箱体本体内的模拟沙地，所述可视箱体本体侧壁对称开设有两个第一滑孔，其中一个所述第一滑孔上滑动有喷水管，所述可视箱体本体另一侧设有盛接水流的挡沙箱，所述挡沙箱下方设有用于排出位于挡沙箱内水体的排水管，所述排水管与喷水管之间通过第二软管连通，所述挡沙箱内设有滤沙机构，所述滤沙机构上方设有吸沙机构，所述可视箱体本体内壁对称开设有两个第一滑动槽，且两个所述第一滑动槽内均设有第一丝杆，所述可视箱体本体外侧壁固定有第一驱动电机，所述第一驱动电机输出端与第一丝杆固定连接，所述第一丝杆上设有垂直滑动机构。

4、优选地，所述滤沙机构包括固定在挡沙箱内壁的滤沙网、在滤沙网上往复滑动的推沙三角块，以及固定在挡沙箱外侧壁的第二驱动电机，所述挡沙箱上贯穿设置有第三丝杆，所述第二驱动电机的输出端与第三丝杆固定连接，所述推沙三角块上开设有第三螺纹孔，所述第三丝杆通过第三螺纹孔带动推沙三角块往复运动。

5、优选地，所述吸沙机构包括固定在挡沙箱侧壁的侧壁板、对称固定在侧壁板底部的两个抽沙管，以及设置在侧壁板顶部的抽沙机，两个所述抽沙管分别插设在挡沙箱两端，所述抽沙机的抽沙口通过流沙孔与两个抽沙管连通。

6、优选地，所述垂直滑动机构包括在第一滑动槽内滑动的第一滑块、固定在第一滑块侧壁的滑板，以及在滑板上滑动的第二滑块，所述第一滑块上开设有第一螺纹孔，所述第一丝杆通过第一螺纹孔带动第一滑块在第一滑动槽内滑动，所述第一滑块内开设有伸缩内腔，所述伸缩内腔内设有拨动切换机构，所述第一滑块上插设有伸入伸缩内腔的第二丝杆，所述第二滑块上开设有第二螺纹孔，所述第二丝杆通过第二螺纹孔带动第二滑块伸缩滑动，所述第二滑块呈环形套设在滑板上。

7、优选地，所述拨动切换机构包括推动支架、固定在推动支架上的滑动环和推动轴，以及固定在滑动环上的拨动块，所述伸缩内腔上开设有与外界连通的第二滑孔，所述拨动块穿过第二滑孔与滑动环固定相连，所述第二丝杆和推动轴上分别套设有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相互啮合传动，所述第二锥齿轮下方同轴固定设置有啮合齿轮，所述啮合齿轮套设在推动轴上，且啮合齿轮半径大于第二锥齿轮半径。

8、优选地，所述啮合齿轮与第一丝杆相适配，所述啮合齿轮与第一丝杆位于同一水平面。

9、优选地，伸入伸缩内腔的所述第二丝杆端部对称开设有两个第二滑动槽，所述滑动环内壁对称固定有两个与第二滑动槽相适配的第三滑块。

10、优选地，所述推动支架上固定有插杆，所述插杆与第一丝杆相抵。

11、优选地，所述第二滑块底部固定有喷沙口，所述喷沙口通过第一软管与吸沙机构相连。

12、本发明的有益效果为：

13、1、本发明采用第二滑块底部固定有喷沙口，所述喷沙口通过第一软管与吸沙机构相连，需要说明的是，抽沙管存在挡沙箱两侧，可以将沙子通过抽沙机吸走并将这部分的沙子传递到喷沙口，起到沙子的循环利用。

14、2、本发明采用第一滑块内开设有伸缩内腔，所述伸缩内腔内设有拨动切换机构，所述第一滑块上插设有伸入伸缩内腔的第二丝杆，所述第二滑块上开设有第二螺纹孔，所述第二丝杆通过第二螺纹孔带动第二滑块伸缩滑动，所述第二滑块呈环形套设在滑板上，这样会通过拨动切换机构将伸缩位置进行有效切换。

技术特征：

1.一种流域洪水演进可视化模拟装置，包括可视箱体本体(1)和设置在可视箱体本体(1)内的模拟沙地(12)，其特征在于，所述可视箱体本体(1)侧壁对称开设有两个第一滑孔(10)，其中一个所述第一滑孔(10)上滑动有喷水管(11)，所述可视箱体本体(1)另一侧设有盛接水流的挡沙箱(15)，所述挡沙箱(15)下方设有用于排出位于挡沙箱(15)内水体的排水管(22)，所述排水管(22)与喷水管(11)之间通过第二软管(14)连通，所述挡沙箱(15)内设有滤沙机构，所述滤沙机构上方设有吸沙机构，所述可视箱体本体(1)内壁对称开设有两个第一滑动槽(2)，且两个所述第一滑动槽(2)内均设有第一丝杆(3)，所述可视箱体本体(1)外侧壁固定有第一驱动电机(4)，所述第一驱动电机(4)输出端与第一丝杆(3)固定连接，所述第一丝杆(3)上设有垂直滑动机构。

2.根据权利要求1所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述滤沙机构包括固定在挡沙箱(15)内壁的滤沙网、在滤沙网上往复滑动的推沙三角块(21)，以及固定在挡沙箱(15)外侧壁的第二驱动电机(19)，所述挡沙箱(15)上贯穿设置有第三丝杆(20)，所述第二驱动电机(19)的输出端与第三丝杆(20)固定连接，所述推沙三角块(21)上开设有第三螺纹孔，所述第三丝杆(20)通过第三螺纹孔带动推沙三角块(21)往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述吸沙机构包括固定在挡沙箱(15)侧壁的侧壁板(16)、对称固定在侧壁板(16)底部的两个抽沙管(18)，以及设置在侧壁板(16)顶部的抽沙机(17)，两个所述抽沙管(18)分别插设在挡沙箱(15)两端，所述抽沙机(17)的抽沙口通过流沙孔与两个抽沙管(18)连通。

4.根据权利要求1所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述垂直滑动机构包括在第一滑动槽(2)内滑动的第一滑块(6)、固定在第一滑块(6)侧壁的滑板(5)，以及在滑板(5)上滑动的第二滑块(8)，所述第一滑块(6)上开设有第一螺纹孔，所述第一丝杆(3)通过第一螺纹孔带动第一滑块(6)在第一滑动槽(2)内滑动，所述第一滑块(6)内开设有伸缩内腔(23)，所述伸缩内腔(23)内设有拨动切换机构，所述第一滑块(6)上插设有伸入伸缩内腔(23)的第二丝杆(7)，所述第二滑块(8)上开设有第二螺纹孔，所述第二丝杆(7)通过第二螺纹孔带动第二滑块(8)伸缩滑动，所述第二滑块(8)呈环形套设在滑板(5)上。

5.根据权利要求4所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述拨动切换机构包括推动支架、固定在推动支架上的滑动环(26)和推动轴(32)，以及固定在滑动环(26)上的拨动块(25)，所述伸缩内腔(23)上开设有与外界连通的第二滑孔(24)，所述拨动块(25)穿过第二滑孔(24)与滑动环(26)固定相连，所述第二丝杆(7)和推动轴(32)上分别套设有第一锥齿轮(29)和第二锥齿轮(30)，所述第一锥齿轮(29)和第二锥齿轮(30)相互啮合传动，所述第二锥齿轮(30)下方同轴固定设置有啮合齿轮(31)，所述啮合齿轮(31)套设在推动轴(32)上，且啮合齿轮(31)半径大于第二锥齿轮(30)半径。

6.根据权利要求5所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述啮合齿轮(31)与第一丝杆(3)相适配，所述啮合齿轮(31)与第一丝杆(3)位于同一水平面。

7.根据权利要求5所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，伸入伸缩内腔(23)的所述第二丝杆(7)端部对称开设有两个第二滑动槽(27)，所述滑动环(26)内壁对称固定有两个与第二滑动槽(27)相适配的第三滑块(28)。

8.根据权利要求5所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述推动支架上固定有插杆(33)，所述插杆(33)与第一丝杆(3)相抵。

9.根据权利要求1所述的一种流域洪水演进可视化模拟装置，其特征在于，所述第二滑块(8)底部固定有喷沙口(9)，所述喷沙口(9)通过第一软管(13)与吸沙机构相连。

技术总结
本发明公开了一种流域洪水演进可视化模拟装置，包括可视箱体本体和设置在可视箱体本体内的模拟沙地，所述可视箱体本体侧壁对称开设有两个第一滑孔，其中一个所述第一滑孔上滑动有喷水管，所述可视箱体本体另一侧设有盛接水流的挡沙箱，所述挡沙箱下方设有用于排出位于挡沙箱内水体的排水管，所述排水管与喷水管之间通过第二软管连通，所述挡沙箱内设有滤沙机构，所述滤沙机构上方设有吸沙机构，本发明采用第二滑块底部固定有喷沙口，所述喷沙口通过第一软管与吸沙机构相连，需要说明的是，抽沙管存在挡沙箱两侧，可以将沙子通过抽沙机吸走并将这部分的沙子传递到喷沙口，起到沙子的循环利用。

技术研发人员：李涛,夏润亮,吴丹,王敏,冯兴凯,刘启兴,李冰,俞彦,杨无双,杜颖恩,李珂,郭烨,席慧,谷少闯,李英睿,梁思涵,孙文霈,薛阳茹,朱敏,康丙东,贾赛赛,张超
受保护的技术使用者：黄河水利委员会黄河水利科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12