本發明專利技術公開了一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置及使用方法，屬于邊溝糙率測量領域，包括供水系統、模型試驗區，所述供水系統包括穩流水池，所述穩流水池內嵌在模型試驗區上的實驗平臺的一端；所述實驗平臺上設置有待檢測邊溝模型，實驗平臺上間隔設置多個測試元件，實驗平臺底部設置有多個均勻分布的液壓桿；本發明專利技術通過液壓桿來調整實驗平臺的傾斜角度，實驗人員能夠輕松、精確地調整實驗平臺的傾斜角度，模擬出各種自然及人工邊溝的縱坡條件，可以用于測試多種不同的邊溝的糙率，以適應不同的工況；還減少了人工手動調整實驗邊溝坡率的時間，加快了實驗速度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于邊溝糙率測量領域，具體涉及一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置及使用方法。
技術介紹
1、邊溝糙率是道路工程排水系統設計中的一個重要參數，其對道路的安全性、經濟性和環境友好性具有深遠影響。道路的邊溝糙率指的是邊溝底部和側壁的粗糙程度，它直接影響著水流在邊溝中的流動特性。適當的糙率能夠保證水流暢通，防止水流對邊溝壁的沖擊，降低水流速度過快對道路結構的破壞，同時也可以減緩水流速度，減少水流對土壤的侵蝕，防止水土流失，保護生態環境。
2、此外，邊溝糙率對于道路周邊土壤的穩定性也有著重要作用。合適的糙率可以減少水流對土壤的侵蝕，防止水土流失，保護生態環境。邊溝糙率的大小還會影響到道路的維護成本和材料選用。過大的糙率會增加維護成本，而過小的糙率則可能導致材料選用不當，增加建設成本。同時，邊溝糙率也需根據不同地區的氣候條件進行調整。不同氣候條件對邊溝糙率的要求不同，因此，測試邊溝糙率可以幫助設計者根據當地的氣候特點，選擇最合適的糙率值，以適應不同的自然環境。按照相關道路工程技術標準與規范進行邊溝糙率的測試和控制，是保證道路工程質量的重要環節。這不僅可以提高道路的使用安全性，減少交通事故的發生，還可以降低維護成本，提高道路的經濟性。
3、總的來說，測試邊溝糙率的重要性體現在保證水流暢通，保護道路結構穩定，減少維護成本，提高道路使用安全性，適應不同氣候條件下的道路使用需求，以及符合道路工程技術標準與規范等方面。它是確保道路工程質量和使用壽命的重要措施，對于保障道路交通安全、經濟和環境友好具有重要意義。
>4、現如今并沒有直接測量邊溝糙率的儀器，只能通過現場試驗的手段對排水溝邊溝進行測量，造價昂貴，實驗周期較長，對道路工程的設計及施工周期影響較大。因此亟需一種便利且快速的能夠測量不同溝底縱坡邊溝糙率的裝置和方法，對于確保道路工程質量和使用壽命、保障道路交通安全具有重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種邊溝糙率測量實驗裝置及使用方法，以克服現有技術沒有直接測量邊溝糙率的儀器，需要現場進行實驗測量不足。
2、本專利技術提供了一種邊溝糙率測量實驗裝置，方案如下：
3、包括供水系統、模型試驗區，所述供水系統包括穩流水池，所述穩流水池內嵌在模型試驗區上的實驗平臺的一端；
4、所述實驗平臺上設置待檢測邊溝模型，實驗平臺兩側之間設置多個測試元件，測試元件用于監測不同水量情況下待檢測邊溝模型的水深及流速，實驗平臺底部設置有多個均勻分布的液壓桿，液壓桿能夠調整實驗平臺的傾斜角度。
5、進一步的，穩流水池的一側設置欄桿，另一側連接水塔。
6、進一步的，所述水塔上通過水管連通至水泵，所述水泵通過水管連通至儲水池。
7、進一步的，還包括排水系統，所述排水系統的回水管一端與儲水池連通，另一端連接收水池，所述收水池連接在模型試驗區的排水端，收水池用于回收模型試驗區通過的水流，并通過回水管輸送到儲水池。
8、進一步的，所述水塔與穩流水池連接的一側設置有流量控制裝置，水塔通過流量控制裝置向穩流水池持續供水，流量控制裝置可以控制出水量。
9、再一方面，本專利技術還提供了一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，包括以下步驟：
10、s1，在實驗平臺上搭建待檢測邊溝模型，調整待檢測邊溝模型的坡度，并記錄待檢測邊溝模型此時的坡度；
11、s2，打開水泵，將儲水池里的水抽到水塔，使水塔蓄水，并確保水塔出水速度穩定，水流量不變；
12、s3，緩慢旋開流量控制裝置，水流穩定后通過測針量測出穩流水池水深，該流量下的水流流經待檢測邊溝模型一段時間后，水流趨于穩定，進行測量，當待檢測邊溝模型上、下游測針的測試元件讀數不變時，記錄各測試元件對應的水深數據，并量測待檢測邊溝模型中的水面寬度，收集收水池的水量，計算出待檢測邊溝模型的水流速度及流量，作為一組數據；
13、s4，調節流量控制裝置的閥門大小，調節不同出水量，按照s3測出下一個穩定流量時各測試元件對應的數據；重復s3，測出8～12組數據。
14、進一步的，s1中通過液壓桿調整待檢測邊溝模型的坡度。
15、進一步的，s2中利用穩流水池將水塔的水流穩定。
16、進一步的，s4中調節出水量時，出水量先逐漸增大，再逐漸減小，水流量分布要相對均勻，不能使水流量過大超出水泵的供水能力。
17、進一步的，根據獲取的數據，利用均勻流條件下的曼寧公式推求邊溝的糙率。
18、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：
19、本專利技術提供一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，通過液壓桿來調整實驗平臺的傾斜角度，實驗人員能夠輕松、精確地調整實驗平臺的傾斜角度，模擬出各種自然及人工邊溝的縱坡條件，可以用于測試多種不同的邊溝的糙率，以適應不同的工況；還減少了人工手動調整實驗邊溝坡率的時間，加快了實驗速度。
20、本專利技術還提供了一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的方法，通過得到的精確的水流速度、水深的關鍵參數，并結合實驗裝置測得的坡度數據，根據均勻流條件下的曼寧公式推求邊溝糙率，這一過程不僅減少了人為誤差，還提高了數據處理的效率，為快速評估邊溝的輸水能力、抗沖刷性能及長期穩定性提供了有力工具。
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【技術保護點】
1.一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，包括供水系統、模型試驗區，所述供水系統包括穩流水池(1-5)，所述穩流水池(1-5)內嵌在模型試驗區上的實驗平臺(2-3)的一端；
2.根據權利要求1所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述穩流水池(1-5)的入口連接水塔(1-3)，出口設置欄桿(1-6)。
3.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述水塔(1-3)上通過水管連通至水泵(1-2)，所述水泵(1-2)通過水管連通至儲水池(1-1)。
4.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述水塔(1-3)與穩流水池(1-5)入口連接的一側設置有流量控制裝置(1-4)。
5.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，還包括排水系統，所述排水系統的回水管(3-2)一端與儲水池(1-1)連通，另一端連接收水池(3-1)，所述收水池(3-1)連接在模型試驗區(2)的排水端。
6.一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
7.根據權利要求5所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，其特征在于，S1中通過液壓桿(2-4)調整待檢測邊溝模型(2-1)的坡度。
8.根據權利要求5所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，其特征在于，S2中利用穩流水池(1-5)將水塔(1-3)的水流穩定。
9.根據權利要求5所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，其特征在于，S4中調節出水量時，出水量先逐漸增大，再逐漸減小，水流量分布要相對均勻，不能使水流量過大超出水泵(1-2)的供水能力。
10.根據權利要求5所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置的使用方法，其特征在于，根據獲取的數據，利用均勻流條件下的曼寧公式推求邊溝的糙率。
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【技術特征摘要】
1.一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，包括供水系統、模型試驗區，所述供水系統包括穩流水池(1-5)，所述穩流水池(1-5)內嵌在模型試驗區上的實驗平臺(2-3)的一端；
2.根據權利要求1所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述穩流水池(1-5)的入口連接水塔(1-3)，出口設置欄桿(1-6)。
3.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述水塔(1-3)上通過水管連通至水泵(1-2)，所述水泵(1-2)通過水管連通至儲水池(1-1)。
4.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，所述水塔(1-3)與穩流水池(1-5)入口連接的一側設置有流量控制裝置(1-4)。
5.根據權利要求2所述的一種用于測量邊溝糙率的實驗裝置，其特征在于，還包括排水系統，所述排水系統的回水管(3-2)一端與儲水池(1-1)連通，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李志斌，王富春，李曉旭，馮忠居，王鵬超，袁偉，田亞東，毛偉，李宇杰，姚婉婷，漢瑞哲，
申請(專利權)人：山西省交通規劃勘察設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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