一种边坡坡面排水监测模拟装置的制作方法

本发明属于水文与水资源实验室实验设备，具体涉及一种边坡坡面排水监测模拟装置。

背景技术：

1、边坡坡面排水系统是处理和排除城市污水和雨水的工程设施系统，是城市公用设施的组成部分。城市排水系统规划是城市总体规划的组成部分。城市排水系统通常由排水管道和污水处理厂组成。在实行污水、雨水分流制的情况下，污水由排水管道收集，送至污水处理后，排入水体或回收利用；雨水径流由排水管道收集后，就近排入水体，现有排水系统安装需要进行模拟测试，因此需要一种给排水设计用排水模拟装置。

2、近些年来，随着城市的经济发展，城市规模是发展越来越快，但城市的排水系统却跟不上自身发展的脚步，一旦遇到暴雨袭击，轻则街道积水，重则洪水倒灌，造成严重的经济损失。

3、每逢大雨便出现内涝灾害，是城市排水系统存在最普遍也最直接表现出来的问题。每逢大雨天气，全国报纸少不了报道某某城市出现内涝灾害的新闻。强势的大雨瞬间让整个城市的排水系统崩溃，成为内陆海洋。这种情况不止在一个城市发生，在成都、南京、北京等城市都存在，这说明这是一个共性问题，亟待解决这一逢雨便内涝的问题。由此可见，每逢大雨便出现内涝灾害是不少城市排水如何解决城市的排水系统的排水问题。

4、排水管网是污水集输处理的重要环节，其运营效果直接影响污水排放的质量。为了便于研究排水管网的各项运营参数，需要在实验室中针对不同降雨条件对排水管网进行试验，以测量管道内径、流量和存水量的关系，以及在不同降雨条件下的排水效果。

5、因此，为了解决上述问题，本文提出一种边坡坡面排水监测模拟装置。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明设计了一种边坡坡面排水监测模拟装置，实验箱侧壁采用硬质透明材料，便于观察箱内水流情况和排水情况；箱内安装四根排水管，能够对比观察不同掩埋深度的排水管排水能力差别；设置了四组探测端头，能够实时测量相应位置的水压压力和水流速；探测端头上四根探测器的位置可调，根据长度刻度，调整至一倍、两倍、四倍、八倍排水管外径的距离，便于测量；还设置了操控面板，能够方便控制和直观反映测量数据；底座设置剪刀抬升装置，能够调整实验箱高度；底座上还设置万向轮和锁紧装置，方便移动和固定位置。

2、为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种边坡坡面排水监测模拟装置，包括实验箱、底座和电控制模块，所述实验箱为正立方体空心箱体，上方开口，前侧壁设置四个圆孔；所述实验箱固定安装在底座上方；所述电控制模块固定安装在底座上表面右端位置，电控制模块内电连接四个探测端头。

3、进一步的，所述电控制模块内设置控制单元，供电模块、水压压力传感器、水流速传感器、操控面板和存储模块电连接至控制单元。

4、进一步的，所述电控制模块中段设置探测端头的放置箱，放置箱表面安装操控面板，放置箱下端固定连接支撑杆；所述操控面板包括屏幕和按键。

5、进一步的，所述放置箱前端铰连接两扇门，门通过磁吸装置关闭锁紧；所述门上设置有把手。

6、进一步的，所述探测端头中央为矩形条状的轨道，轨道上滑动安装四组探测器，每组探测器包括水压压力传感器和水流速传感器；所述轨道上表面边缘设置有长度刻度，轨道中央设置滑动槽，探测器上通过螺纹安装螺栓，螺杆伸入滑动槽内。

7、进一步的，所述实验箱前侧壁的四个圆孔分为位于前侧壁长和宽的三等分线的交点处；所述实验箱的侧壁采用硬质透明材料制成，包括但不限于钢化玻璃；所述实验箱底部安装泄水阀，泄水阀联通实验箱内外。

8、进一步的，所述底座下底板的下表面固定安装若干万向轮，下底板上表面铰连接剪刀抬升装置，剪刀抬升装置上方铰连接上底板；所述上底板和下底板上设置有镂空结构；所述万向轮上设置有锁紧结构。

9、本发明的另一目的在于提供一种边坡坡面排水监测模拟装置的使用方法：

10、(1)使用时，将该装置推送至指定位置，将万向轮锁紧；

11、(2)通过剪刀抬升装置调整实验箱的高度并锁紧，关闭泄水阀；

12、(3)将排水管从实验箱前侧壁的四个圆孔插入并固定好位置；

13、(4)用土壤填充实验箱至排水管的高度；

14、(5)拉动把手，打开放置箱的门，取出探测端头；

15、(6)拧送螺栓，调节探测端头上探测器的距离，四个探测器距离轨道一端的距离依次为一倍、两倍、四倍、八倍排水管外径，通过轨道上的长度刻度确定具体位置，并通过螺栓锁紧；

16、(7)将调好距离的探测端头安装在排水管旁，覆土掩盖；

17、(8)同样的方法，在四根排水管附近安装调节好的探测端头，并覆土掩盖，模拟出工程边坡的土壤结构；

18、(9)通过的操控面板启动电控制模块；

19、(10)向实验箱内加水，模拟工程边坡地下水；

20、(11)此时，水压压力传感器和水流速传感器实时检测相应位置的水压和水流速数据，传输至屏幕上显示并通过存储模块进行储存；

21、(12)实验结束后，通过操控面板关闭电控制模块，从实验箱底部的泄水阀排出多余的水，然后对该装置进行清理。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明设计了一种边坡坡面排水监测模拟装置，实验箱侧壁采用硬质透明材料，便于观察箱内水流情况和排水情况；箱内安装四根排水管，能够对比观察不同掩埋深度的排水管排水能力差别；设置了四组探测端头，能够实时测量相应位置的水压压力和水流速；探测端头上四根探测器的位置可调，根据长度刻度，调整至一倍、两倍、四倍、八倍排水管外径的距离，便于测量；还设置了操控面板，能够方便控制和直观反映测量数据；底座设置剪刀抬升装置，能够调整实验箱高度；底座上还设置万向轮和锁紧装置，方便移动和固定位置。

技术特征：

1.一种边坡坡面排水监测模拟装置，包括实验箱、底座和电控制模块，其特征在于：所述实验箱为正立方体空心箱体，上方开口，前侧壁设置四个圆孔；所述实验箱固定安装在底座上方；所述电控制模块固定安装在底座上表面右端位置，电控制模块内电连接四个探测端头。

2.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述电控制模块内设置控制单元，供电模块、水压压力传感器、水流速传感器、操控面板和存储模块电连接至控制单元。

3.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述电控制模块中段设置探测端头的放置箱，放置箱表面安装操控面板，放置箱下端固定连接支撑杆；所述操控面板包括屏幕和按键。

4.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述放置箱前端铰连接两扇门，门通过磁吸装置关闭锁紧；所述门上设置有把手。

5.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述探测端头中央为矩形条状的轨道，轨道上滑动安装四组探测器，每组探测器包括水压压力传感器和水流速传感器；所述轨道上表面边缘设置有长度刻度，轨道中央设置滑动槽，探测器上通过螺纹安装螺栓，螺杆伸入滑动槽内。

6.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述实验箱前侧壁的四个圆孔分为位于前侧壁长和宽的三等分线的交点处；所述实验箱的侧壁采用硬质透明材料制成，包括但不限于钢化玻璃；所述实验箱底部安装泄水阀，泄水阀联通实验箱内外。

7.根据权利要求1所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其特征在于：所述底座下底板的下表面固定安装若干万向轮，下底板上表面铰连接剪刀抬升装置，剪刀抬升装置上方铰连接上底板；所述上底板和下底板上设置有镂空结构；所述万向轮上设置有锁紧结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置的使用方法，其特征在于：

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种边坡坡面排水监测模拟装置，其公开了一种边坡坡面排水监测模拟装置在水文与水资源、环境工程实验室实验设备技术领域的应用。

技术总结
本发明公开了一种边坡坡面排水监测模拟装置，包括实验箱、底座和电控制模块，其特征在于：所述实验箱为正立方体空心箱体，上方开口，前侧壁设置四个圆孔；所述实验箱固定安装在底座上方；所述电控制模块固定安装在底座上表面右端位置，电控制模块内电连接四个探测端头。本发明实验箱采用硬质透明材料，便于观察箱情况；四根排水管，对比观察不同掩埋深度的差别；探测端头，实时测量水压压力和水流速；探测器的位置可调，根据长度刻度，便于测量；还设置了操控面板，能够方便控制和直观反映测量数据；底座设置剪刀抬升装置，能够调整实验箱高度；底座上还设置万向轮和锁紧装置，方便移动和固定位置。

技术研发人员：刘文连,眭素刚,许汉华,王帮团,徐鹏飞,韩鹏伟,付俊,蒙健,吴灿萍,和江宏
受保护的技术使用者：中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12