野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置及其實驗方法
【專利摘要】本發明一種野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，包括在河床底部開挖有基坑，該基坑的底部鋪設有濾水型土工織物，該土工織物上方設有由若干個組合式塑料板拼接圍成的長方形容器，該長方形容器底部固定于河床上；所述組合式塑料板由若干開有圓孔的塑料板組合而成，上下塑料板之間留有取樣孔，該取樣孔的外側覆有薄木片，內側覆有薄膜；長方形容器內部盛放有堆積成波浪狀的砂礫，該砂礫上方鋪設有塑料網，該塑料網通過搭扣搭接在組合式塑料板上。本發明通過搭建沙坡并對沙坡上覆水進行理化分析，采用該實驗裝置對沙坡內部進行分層分塊取樣從而得到潛流帶河床內部河床演化的情況，采用設計合理的實驗裝置，且易于在地形條件復雜的野外開展實驗。
【專利說明】
野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置及其實驗方法
技術領域
[0001] 本發明涉及水流檢測領域，尤其涉及一種野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝 置及其實驗方法。
【背景技術】
[0002] 在自然河流中，地表水與淺層地下水的相互作用過程稱為潛流交換，這一過程對 其中底棲生物的生存，物質循環以及能量交換具有重要的影響，同時地表水中的細顆粒如 泥沙，微生物等也會隨著水流進入潛流帶內部從而對潛流帶內部的河床組成造成影響。通 常研究人員通過室內循環水槽實驗，并結合數值模擬的方法來確定其潛流帶內部河床的變 化形式，然而這一過程往往做了很多的假定，不能完全符合真實河流中交換過程。現有技術 中并沒有對實際河流中潛流帶河床內部演變過程的研究。
[0003] 因此，亟待解決上述問題。

【發明內容】

[0004] 發明目的:本發明的第一目的是提供一種效率高且取樣方便的野外河床演變情況 下測量潛流帶實驗裝置。
[0005] 本發明的第二目的是提供該野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置的實驗方 法。
[0006] 技術方案:為實現以上目的，本發明所述的一種野外河床演變情況下測量潛流帶 實驗裝置，包括在河床底部開挖有基坑，該基坑的底部鋪設有濾水型土工織物，該土工織物 上方設有由若干個組合式塑料板拼接圍成的長方形容器，該長方形容器底部固定于河床 上，該長方形容器的外側疊設有若干個可拆卸卡板;所述組合式塑料板由若干開有圓孔的 塑料板組合而成，上下塑料板之間留有取樣孔，該取樣孔的外側覆有薄木片，內側覆有薄 膜;長方形容器內部盛放有堆積成波浪狀的砂礫，該砂礫上方鋪設有塑料網，該塑料網通過 搭扣搭接在組合式塑料板上;取樣時，從中間向兩邊、從上向下進行取樣，在沙坡上方往下 插入隔離板，在取樣孔中插入取樣板，長方形容器被取樣板、隔離板和塑料板分隔為若干個 封閉容器，將取樣板拆卸下來，然后插入取樣器，將取樣器取得的砂樣帶回實驗室進行砂樣 密度、級配的測量和砂樣中進入微生物的觀察記錄。
[0007] 優選的，所述組合式塑料板上開設有若干均勻布置的圓孔，該圓孔內插入圓柱狀 塑料棒;該組合式塑料板包括A型塑料板和B型塑料板，相鄰塑料板之間榫連接;所述A型塑 料板由開有圓孔的大塑料板和無孔大塑料板疊設而成，其中無孔大板位于長方形容器的外 壁，開有圓孔的大板位于長方形容器的內壁;所述B型塑料板包括由若干個組合板拼接而 成，該組合板由開有圓孔的小塑料板和無孔小塑料板疊設而成，其中無孔小塑料板位于長 方形容器外壁，開有圓孔的小塑料板位于長方形容器內壁;左右組合板之間榫連接，上下組 合板之間留有取樣孔，該取樣孔的外側覆有薄木片，內側覆有薄膜。
[0008] 進一步，所述A型塑料板和B型塑料板的四角通過帶槽口的底座相互固定。
[0009] 其中，在所述長方形容器的外側設有固定塑料墻，該固定塑料墻通過帶槽口的底 座固定于基坑上;所述固定塑料墻由若干個塑料板組成，左右相鄰塑料板之間榫連接，上下 相鄰塑料板之間留有取樣孔，通過柱狀卡合件連接。
[0010] 優選的，所述長方形容器內部、對應于取樣孔處設有用于固定取樣板插入的支座。
[0011] 進一步，長方形容器內部上方設有用于固定隔離板的卡座，該卡座沿長方形容器 的長度方向均布，每一卡座的位置對應于組合式塑料板的橫向接縫處。
[0012] 優選的，所述隔離板由整塊隔離片和可拆分隔離片疊設而成，可拆分隔離片由若 干個隔離片通過塑料套筒和帶把手的塑料棒配合連接而成。
[0013] 再者，所述長方形容器內壁上、位于砂礫的上方設有用于測量側面水流流速的流 速儀。
[0014] 本發明所述的采用野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置的實驗方法，包括如 下步驟：
[0015] 第一步:根據設計需求選擇流域位置，在枯水期的河床上挖制基坑，并在基坑底部 鋪設一定厚度的濾水型土工織物，鋪好后將預制的組合式塑料板拼裝形成長方形容器，長 方形容器的底部固定于河床上。
[0016]第二步:將取樣板插入長方形容器中的取樣孔內，貫穿長方形容器，并從長方形容 器的另外一側伸出；根據取樣板的位置組裝固定塑料墻，并通過帶槽口的底座將固定塑料 墻固定于基坑上;將取樣板抽出，在長方形容器中的圓孔中插入圓柱狀塑料板；
[0017] 第三步:制備沙坡，將用去離子水清洗過的沙子放置入長方形容器中，沙坡高度高 于最上層的薄木板，沙礫的表面覆蓋有一層塑料網，并用搭環搭接在組合式塑料板上；
[0018] 第四步:長方形容器內砂礫的上方設置有用于測量側面水流流速的流速儀，將可 拆卸卡板和長方形容器上的無孔塑料板卸下，卸下無孔的塑料板后在相鄰開有圓孔的塑料 板之間插入密封條;在整個實驗過程中每隔8小時對長方形容器覆水取樣，測量其中懸沙的 含量和粒徑分布；
[0019] 第五步:等待基坑再次漏出水面后，首先在開有圓孔的塑料板側邊圍上無孔塑料 板，然后將基坑內的水排出；待基坑內水流排凈后，開始取樣，長方形容器分為M個斷面N層， 其中M和N為奇數;為了保證沙坡的穩定從中間的斷面向兩邊的斷面進行取樣，將兩塊隔離 板分別插入相鄰支座之間的縫隙中直至隔離板插入進長方形容器的底部且標記線與長方 形容器的頂端重合，并通過卡座固定，將四塊取樣板分別插入到四層固定塑料墻的取樣孔 和B型組合塑料板的取樣孔內，直至取樣板尾端的刻度線與長方形容器的邊緣平齊；
[0020] 第六步:分層取樣，對取樣斷面從上至下進行取樣;將固定塑料墻和隔離板中可拆 分隔離片分別拆解開，再將拆分下來的隔離板和塑料板組合成一個取樣容器，將隔離板中 整塊隔離板固定，在取樣板上預留的圓孔內插入固定用的圓柱狀塑料棒，抬起取樣容器，將 隔離板、塑料板和取樣板形成的取樣容器放置一邊;對于同一斷面只保留第二層和第四層 取出的沙礫樣本，重復第五步和第六步直至整個長方形容器均完成取樣；
[0021] 第七步:將取樣器放入取樣容器中，打開取樣容器，將采集的取樣器裝箱送入實驗 室；
[0022] 第八步:將取樣器放入烘箱中烘干，然后在電子秤上稱量得到質量ml，結合預測的 取樣器的質量mO和取樣器的體積V從而可以得到沙子
，將取樣器中的沙子 取出進行篩分，得到其粒徑分布曲線和中值粒徑，特別的將篩分出的最細的顆粒用馬爾文 粒度分析儀進一步測量其粒徑分布；
[0023]第九步:取篩分的砂樣進行觀測，首先觀察其中可能存在的肉眼可見的生物，然后 將砂樣至于顯微鏡下，記錄觀察其中的藻類或微生物。
[0024]有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下顯著優點：
[0025] (1)本發明通過搭建沙坡并對沙坡上覆水進行理化分析，采用該實驗裝置對沙坡 內部進行分層分塊取樣從而得到潛流帶河床內部河床演化的情況，采用了廉價易得的實驗 材料，以及設計合理的實驗裝置，且易于在地形條件復雜的野外搭建實驗設備，并開展實 驗；
[0026] (2)本發明在河床上鋪一定厚度的濾水型土工織物，并在砂礫的表面覆蓋了一層 孔徑較小的塑料網，在沙坡四周設置了帶孔的塑料板，保障在實驗過程中細砂盡可能少的 隨著水流流出，進而導致沙坡形態的損毀改變；同時又最大限度的保證了沙坡周邊的水流 特性不受實驗裝置的影響；
[0027] (3)本發明設置了可拆卸塑料板，在堆沙坡時防止沙礫的流出有利于沙坡的塑形， 在拆卸實驗裝置和基坑排水時不影響沙坡的形態穩定性；
[0028] (4)塑料板之間的縫隙設有密封條，從而在基坑排水時，長方形容器內部的水流幾 乎不產生流動，進而減少了水流流動對沙坡的擾動，從而保證了沙坡取樣的穩定。
[0029] (5)本發明在組裝長方形容器時先將取樣板插入容器中，并根據取樣板的位置組 裝固定塑料板，同時長方形容器內部還設有固定取樣板的支座，保證了取樣板在實驗取樣 階段插入長方形容器中保持平直不會歪斜，取樣器插入沙坡時避開了支座，從而減少支座 對水流運動特性的干擾所帶來的實驗誤差；
[0030] (6)組裝完畢取樣板拔出后，在原先取樣板插入的位置外側設置有薄木板，內側設 薄膜，從而可以增強整個結構的穩定性，防止沙礫的漏出同時也方便了取樣板的插入； [0031] (7)長方形容器的頂部設有卡座且固定支座之間留有一定的縫隙，方便了隔離板 的插入，隔離板中的整塊隔離板可防止在一個斷面取樣的過程中，取樣操作對旁邊沙波的 影響。可拆分隔離板通過帶把手的塑料棒和塑料套筒連接增強其整體的穩定性同時也便于 取樣過程中的拆卸。
[0032] (8)整個取樣過程從中間斷面至兩邊斷面，從上層至下層最大限度的保證了沙波 的穩定，為了減少取樣板插入對沙波的影響，只留取第二層和第四層的樣品，拆分隔離板和 取樣板最終構成一個取樣容器，然后插入取樣器進行取樣，方便樣品的運輸；
[0033] (9)對取樣器中的砂樣不僅測量了其密度，級配的改變，同時也觀察了其中河流中 生物的聚集情況，探明了潛流帶內生物的具體分布樣式。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的結構示意圖；
[0035]圖2為本發明的俯視圖；
[0036]圖3為圖2中A-A向的剖視圖；
[0037]圖4為圖2中B-B向的剖視圖；
[0038]圖5為本發明中隔離板的俯視圖；
[0039] 圖6為本發明中隔離板的側視圖；
[0040] 圖7為本發明中取樣器的結構示意圖；
[0041 ]圖8為本發明中取樣板的結構示意圖；
[0042]圖9為本發明中組成的取樣容器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。
[0044] 如圖1和圖2所示，本發明一種野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，包括基 坑1、濾水型土工織物2、組合式塑料板3、A型塑料板301、B型塑料板302、組合板303、長方形 容器4、取樣孔5、薄木片6、砂礫7、塑料網8、隔離板9、整塊隔離片901、可拆分隔離片902、取 樣板10、取樣器11、帶槽口的底座12、固定塑料墻13、柱狀卡合件14、支座15、卡座16、塑料套 筒17、流速儀18、圓柱狀塑料棒19、限位孔20、可拆卸卡板21。
[0045] 在河床底部開挖有基坑1，該基坑1的底部鋪設有濾水型土工織物2,最大限度的保 證了實驗過程中波浪的穩定。該土工織物2上方設有由若干個組合式塑料板3拼接圍成的長 方形容器4，該長方形容器4底部用膨脹螺絲固定于河床上，所述長方形容器4的外側疊設有 若干個可拆卸卡板21。所述組合式塑料板3由若干開有圓孔的塑料板組合而成，上下塑料板 之間留有取樣孔5,該取樣孔5的外側覆有薄木片6,內側覆有薄膜。如圖1所示，組合式塑料 板3上開設有若干均勻布置的圓孔，該圓孔內插入圓柱狀塑料棒19,將其與隔離板9固定。該 組合式塑料板3包括A型塑料板301和B型塑料板302,相鄰塑料板之間榫連接，A型塑料板301 和B型塑料板302的四角通過帶槽口的底座12相互固定，帶槽口的支座4為I字型，正好卡扣 在A型塑料板301和B型塑料板302上使得塑料板固定。所述A型塑料板301由開有圓孔的大塑 料板和無孔大塑料板疊設而成，其中無孔大板位于長方形容器4的外壁，開有圓孔的大板位 于長方形容器4的內壁;所述B型塑料板302包括由若干個組合板303拼接而成，優選的，采用 3行5列的組合板303拼接而成。該組合板303由開有圓孔的小塑料板和無孔小塑料板疊設而 成，其中無孔小塑料板位于長方形容器外壁，開有圓孔的小塑料板位于長方形容器內壁;左 右組合板之間榫連接，上下組合板之間留有取樣孔5,該取樣孔5的外側覆有薄木片6,內側 覆有薄膜。薄木片6的厚度為1mm，實驗過程中防止水滲入長方形容器或長方形容器內的水 滲出，取樣時，取樣板刺穿薄木片和薄膜，插入長方形容器內。
[0046] 長方形容器4內部盛放有堆積成波浪狀的砂礫7,該砂礫7上方鋪設有孔徑為0.3cm 厚度為2.0mm的塑料網8，該塑料網8通過搭扣搭接在組合式塑料板3上，塑料網8不僅能夠防 止砂礫7隨著水波飄走也能夠不影響數據的測量，提高數據的精準度。
[0047] 并在組合塑料板3上用簽字筆畫有砂礫1的位置。基坑8頂部與砂礫1上部邊緣平 齊，保證了流入長方形容器內的水流的平順，組合塑料板上的開孔和砂礫1上的塑料網9,從 最低程度上減少了實驗裝置本身對波浪周邊水流情況的影響。
[0048] 如圖3和圖4所示，取樣時，取樣板10中取樣孔5的內側設有塑料膜防止搬運過程中 對沙波的擾動;從中間向兩邊、從上向下進行取樣，在沙坡上方往下插入隔離板9,在取樣孔 5中插入取樣板10,長方形容器4被取樣板10、隔離板9和塑料板分隔為若干個封閉容器，將 取樣板10拆卸下來，然后插入取樣器11，如圖7和圖8所示，將取樣器11取得的砂樣帶回實驗 室進行砂樣密度、級配的測量和砂樣中進入微生物的觀察記錄，如圖9所示。
[0049]在所述長方形容器4的外側設有固定塑料墻13,該固定塑料墻13通過帶槽口的底 座12固定于基坑1上。固定塑料墻13與B型塑料板302上供取樣板10插入的取樣孔5的高度要 保證一致，方便取樣板13的插入同時減少取樣板13插入過程中對沙波的擾動，從而提高了 實驗的準確性。
[0050] 所述固定塑料墻13由若干個塑料板組成，左右相鄰塑料板之間榫連接，上下相鄰 塑料板之間留有取樣孔5，通過柱狀卡合件14連接，柱狀卡合件14包括塑料棒，塑料板上下 卡合在塑料板上，通過旋轉卡合將上下塑料板固定連接。所述長方形容器4內部、對應于取 樣孔5處設有用于固定取樣板10插入的支座15。所述長方形容器4內部上方設有用于固定隔 離板9的卡座16,該卡座16沿長方形容器的長度方向均布，每-^座16的位置對應于組合式 塑料板3的橫向接縫處。所述隔離板9由整塊隔離片901和可拆分隔離片902疊設而成，可拆 分隔離片902由若干個隔離片通過塑料套筒17和帶把手的塑料棒配合連接而成，如圖5和圖 6所示。所述長方形容器4內壁上、位于砂礫7的上方設有流速儀18,用于測量側面水流流速 的。
[0051] -種利用野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置的實驗方法，包括如下步驟： [0052]第一步：根據設計需求選擇流域位置，在枯水期的河床上挖制長7m、高0.7m、寬 0.7m的基坑1，并在基坑1底部鋪設一定厚度的濾水型土工織物2,鋪好后將預制的組合式塑 料板3拼裝形成2.5m、高0.5m、寬0.5m的長方形容器4,長方形容器4的底部用膨脹螺絲固定 于河床上。
[0053]第二步:將取樣板10插入長方形容器4中的取樣孔5內，貫穿長方形容器4，并從長 方形容器4的另外一側伸出;根據取樣板10的位置組裝固定塑料墻13,并通過帶槽口的底座 12將固定塑料墻13固定于基坑1上;將取樣板10抽出，在長方形容器4中的圓孔中插入圓柱 狀塑料棒19;
[0054]第三步:檢查整個裝置穩固性、密封性，制備沙坡，將用去離子水清洗過的沙子放 置入長方形容器4中，沙坡高度高于最上層的薄木板6,沙礫7的表面覆蓋有一層塑料網8,并 用搭環搭接在組合式塑料板3上；
[0055] 第四步：對于選用的沙礫參考《土工試驗規程》中SL237-005-1999比重試驗的方 法，用用容量瓶法測量沙礫的表觀密度，同時將沙礫7篩分得到其粒徑分布曲線和中值粒 徑;長方形容器內砂礫的上方設置有用于測量側面水流流速的流速儀18,將可拆卸卡板21 和長方形容器4上的無孔塑料板卸下，卸下無孔的塑料板后在相鄰開有圓孔的塑料板之間 插入密封條，穩固長方形容器4;在整個實驗過程中每隔8小時對長方形容器覆水取樣，測量 其中懸沙的含量和粒徑分布；
[0056]第五步:等待基坑1再次漏出水面后，首先在開有圓孔的塑料板側邊圍上無孔塑料 板，然后將基坑內的水排出；待基坑內水流排凈后，開始取樣，長方形容器分為M個斷面N層， 其中M和N為奇數，優選9個斷面5層;為了保證沙坡的穩定從中間的斷面向兩邊的斷面進行 取樣，將兩塊隔離板9分別插入相鄰支座之間的縫隙中直至隔離板9插入進長方形容器的底 部且標記線與長方形容器的頂端重合，并通過卡座固定，將四塊取樣板10分別插入到四層 固定塑料墻13的取樣孔和B型組合塑料板302的取樣孔內，直至取樣板尾端的刻度線與長方 形容器4的邊緣平齊；
[0057]第六步:分層取樣，對取樣斷面從上至下進行取樣;將固定塑料墻13和隔離板9中 可拆分隔離片分別拆解開，將隔離板9中的塑料套筒17取出，通過伸出的把手將隔離板內部 的塑料棒先旋轉再拿出，對固定塑料墻13也采用同樣的方法拆解開，將帶把手的塑料棒從 隔離板9和塑料板上預留的插孔中插入進去，再將拆分下來的隔離板和塑料板組合成一個 取樣容器，將隔離板中整塊隔離板固定，在取樣板上預留的圓孔內插入固定用的圓柱狀塑 料棒，抬起取樣容器，將隔離板9、塑料板和取樣板10形成的取樣容器放置一邊;對于同一斷 面只保留第二層和第四層取出的沙礫樣本，重復第五步和第六步直至整個長方形容器均完 成取樣；
[0058]第七步:對于放置在一邊的取樣容器，首先將預留在取樣板底部的限位孔20打開， 然后將取樣器的蓋子打開順著取樣板上的槽口垂直插入進取樣容器中，直至底部與取樣板 上的限位孔20重合。對取樣板上的四個限位孔重復上述操作后，打開取樣器，用薄塑料板將 各個取樣器開口上方的沙礫去除，蓋上蓋子，然后用清水將周邊的沙礫清洗干凈，將采集的 取樣器裝箱送入實驗室；
[0059]第八步:將取樣器11放入烘箱中烘干，然后在電子秤上稱量得到質量ml，結合預測 的取樣器的質量m0和取樣器的體積V從而可以得到沙子密度
，將取樣器中的沙 子取出進行篩分，得到其粒徑分布曲線和中值粒徑，特別的將篩分出的最細的顆粒用馬爾 文粒度分析儀進一步測量其粒徑分布；
[0060] 第九步:取篩分的砂樣進行觀測，首先觀察其中可能存在的肉眼可見的生物，然后 將砂樣至于顯微鏡下，記錄觀察其中的藻類或微生物。
[0061] 為了使所做實驗更接近真實河流條件下潛流交換交換量，所述塑料板要足夠的薄 最好小于2cm但是要堅硬，這樣最大限度保證河流中的水流環境。
【主權項】
1. 一種野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:包括在河床底部開挖 有基坑（1 )，該基坑（1)的底部鋪設有濾水型土工織物（2 )，該土工織物(2)上方設有由若干 個組合式塑料板(3)拼接圍成的長方形容器(4)，該長方形容器(4)底部固定于河床上，該長 方形容器(4)的外側疊設有若干個可拆卸卡板(21);所述組合式塑料板(3)由若干開有圓孔 的塑料板組合而成，上下塑料板之間留有取樣孔(5)，該取樣孔(5)的外側覆有薄木片(6)， 內側覆有薄膜;長方形容器(4)內部盛放有堆積成波浪狀的砂礫(7)，該砂礫(7)上方鋪設有 塑料網(8 )，該塑料網(8)通過搭扣搭接在組合式塑料板(3)上;取樣時，從中間向兩邊、從上 向下進行取樣，在沙坡上方往下插入隔離板(9)，在取樣孔(5)中插入取樣板(10)，長方形容 器(4)被取樣板(10)、隔離板(9)和塑料板分隔為若干個封閉容器，將取樣板（10)拆卸下來， 然后插入取樣器（11)，將取樣器（11)取得的砂樣帶回實驗室進行砂樣密度、級配的測量和 砂樣中進入微生物的觀察記錄。2. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 組合式塑料板(3)上開設有若干均勻布置的圓孔，該圓孔內插入圓柱狀塑料棒（19);該組合 式塑料板(3)包括A型塑料板(301)和B型塑料板(302)，相鄰塑料板之間榫連接;所述A型塑 料板(301)由開有圓孔的大塑料板和無孔大塑料板疊設而成，其中無孔大板位于長方形容 器(4)的外壁，開有圓孔的大板位于長方形容器(4)的內壁;所述B型塑料板(302)包括由若 干個組合板(303)拼接而成，該組合板(303)由開有圓孔的小塑料板和無孔小塑料板疊設而 成，其中無孔小塑料板位于長方形容器外壁，開有圓孔的小塑料板位于長方形容器內壁;左 右組合板之間榫連接，上下組合板之間留有取樣孔（5)，該取樣孔（5)的外側覆有薄木片 (6)，內側覆有薄膜。3. 根據權利要求2所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 A型塑料板(301)和B型塑料板(302)的四角通過帶槽口的底座（12)相互固定。4. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:在所 述長方形容器(4)的外側設有固定塑料墻（13)，該固定塑料墻（13)通過帶槽口的底座（12) 固定于基坑（1)上；所述固定塑料墻（13)由若干個塑料板組成，左右相鄰塑料板之間榫連 接，上下相鄰塑料板之間留有取樣孔(5)，并通過柱狀卡合件(14)連接。5. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 長方形容器(4)內部、對應于取樣孔(5)處設有用于固定取樣板(10)插入的支座(15)。6. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 長方形容器(4)內部上方設有用于固定隔離板(9)的卡座（16)，該卡座（16)沿長方形容器的 長度方向均布，每一卡座(16)的位置對應于組合式塑料板(3)的橫向接縫處。7. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 隔離板(9)由整塊隔離片(901)和可拆分隔離片(902)疊設而成，可拆分隔離片(902)由若干 個隔離片通過塑料套筒(17)和帶把手的塑料棒配合連接而成。8. 根據權利要求1所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置，其特征在于:所述 長方形容器(4)內壁上、位于砂礫(7)的上方設有用于測量側面水流流速的流速儀(18)。9. 一種利用權利要求1-8中任一所述的野外河床演變情況下測量潛流帶實驗裝置的實 驗方法，其特征在于，包括如下步驟： 第一步:根據設計需求選擇流域位置，在枯水期的河床上挖制基坑，并在基坑底部鋪設 一定厚度的濾水型土工織物，鋪好后將預制的組合式塑料板(3)拼裝形成長方形容器(4)， 長方形容器(4)的底部固定于河床上，該長方形容器的外側疊設有若干個可拆卸卡板(21)。 第二步:將取樣板（10)插入長方形容器中的取樣孔(5)內，貫穿長方形容器，并從長方 形容器(4)的另外一側伸出;根據取樣板(10)的位置組裝固定塑料墻（13)，并通過帶槽口的 底座（12)將固定塑料墻（13)固定于基坑上;將取樣板（10)抽出，在長方形容器中的圓孔中 插入圓柱狀塑料板(19); 第三步：制備沙坡，將用去離子水清洗過的沙子放置入長方形容器(4)中，沙坡高度高 于最上層的薄木板(6)，沙礫(7)的表面覆蓋有一層塑料網(8)，并用搭環搭接在組合式塑料 板⑶上； 第四步:長方形容器內砂礫(7)的上方設置有用于測量側面水流流速的流速儀（18)，將 可拆卸卡板(21)和長方形容器(4)上的無孔塑料板卸下，卸下無孔的塑料板后在相鄰開有 圓孔的塑料板之間插入密封條;在整個實驗過程中每隔8小時對長方形容器覆水取樣，測 量其中懸沙的含量和粒徑分布； 第五步：等待基坑（1)再次漏出水面后，首先在開有圓孔的塑料板側邊圍上無孔塑料 板，然后將基坑（1)內的水排出；待基坑(1)內水流排凈后，開始取樣，長方形容器分為M個斷 面N層，其中M和N為奇數;為了保證沙坡的穩定從中間的斷面向兩邊的斷面進行取樣，將兩 塊隔離板(9)分別插入相鄰支座（15)之間的縫隙中直至隔離板(9)插入進長方形容器的底 部且標記線與長方形容器的頂端重合，并通過卡座（16)固定，將四塊取樣板（10)分別插入 到四層固定塑料墻（13)的取樣孔（5)和B型組合塑料板(302)的取樣孔（5)內，直至取樣板 (10)尾端的刻度線與長方形容器的邊緣平齊； 第六步:分層取樣，對取樣斷面從上至下進行取樣;將固定塑料墻（13)和隔離板(9)中 可拆分隔離片分別拆解開，再將拆分下來的隔離板和塑料板組合成一個取樣容器，將隔離 板(9)中整塊隔離板(901)固定，在取樣板（10)上預留的圓孔內插入固定用的圓柱狀塑料棒 (19)，抬起取樣容器，將隔離板(9)、塑料板和取樣板(10)形成的取樣容器放置一邊;對于同 一斷面只保留第二層和第四層取出的沙礫樣本，重復第五步和第六步直至整個長方形容器 均完成取樣； 第七步:將取樣器（11)放入取樣容器中，打開取樣容器，將采集的取樣器（11)裝箱送入 實驗室； 第八步:將取樣器(11)放入烘箱中烘干，然后在電子秤上稱量得到質量ml，結合預測的 取樣器的質量m0和取樣器的體積V從而可以得到沙子密度，將取樣器中的沙子 取出進行篩分，得到其粒徑分布曲線和中值粒徑，特別的將篩分出的最細的顆粒用馬爾文 粒度分析儀進一步測量其粒徑分布； 第九步:取篩分的砂樣進行觀測，首先觀察其中可能存在的肉眼可見的生物，然后將砂 樣至于顯微鏡下，記錄觀察其中的藻類或微生物。
【文檔編號】G01N33/24GK106053763SQ201610536369
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】陳奕林, 金光球, 唐洪武, 姜啟豪, 張沛, 吳廣昊, 朱延濤, 李凌
【申請人】河海大學