УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ

Полезная модель относится к учебным пособиям по моделированию рельефа местности и предназначена для обучения студентов инженерно-строительных специальностей, например, по специальностям инженерная геология, землеустройство и т.п.
Известно учебное пособие по геодезии, содержащее основание, размещенные на основании карту местности и средство для определения географических координат точки, состоящее из двух взаимно перпендикулярных направляющих, одна из которых расположена в зоне карты и макета. Учебное пособие имеет макет местности с массивом геодезических пунктов, выполненный в масштабе карты местности и установленный на основании. Средство для определения географических координат точки состоит из двух взаимно перпендикулярных направляющих, одна из которых расположена в зоне карты и макета, а вторая установлена с возможностью перемещения вдоль первой. При этом в направляющих установлен имитатор теодолита, выполненный в виде диска с закрепленными на нем с возможностью вращения относительно его центра тремя указателями направлений, имеющими продольные прорези (авторское свидетельство СССР №1347092, МПК G09B25/08. Опубл. 23.10.1987 г.).
Недостатком известного учебного пособия является невозможность изменения рельефа местности, что ограничивает наглядность при разработке проектных решений для различных генпланов технических объектов.
Известно также учебное пособие по моделированию рельефа местности, содержащее корпус, основание поверхности земли, выполненное подвижным с установленными макетами зданий и сооружений, в котором основание выполнено двухслойным, корпус снабжен поперечными брусьями с шагом "а", на каждом из которых размещены в шахматном порядке с сеткой 2,25-2,5 "а" движущие механизмы, состоящие из штанги, сопряженной с шестерней. На верхнем конце штанги жестко закреплены диски, соприкасающиеся с основанием поверхности земли, шестерня насажена на вал, на другом конце которого установлен регулятор с упором. При этом между верхним и вторым сверху дисками установлена шайба, а самый нижний диск выполнен из эластичного материала диаметром и толщиной, в три раза большими, чем верхние диски. На основание поверхности земли нанесена координатная сетка с применением соотношения масштабов по вертикали и по горизонтали 1:10 (патент РФ №2163397, МПК G09B 25/06. Опубл. 20.02.2001 г.).
Недостатком этого учебного пособия является отсутствие возможности создания достаточно сильно пересеченного рельефа местности и невозможность создания территории с рельефом местности, состоящей из нескольких террас со значительной разностью отметок.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является учебное пособие по моделированию рельефа местности, содержащее корпус, основание поверхности земли с нанесенной на нее координатной сеткой, макеты зданий и сооружений, имеющие возможность изменения их взаимоположения относительно основания поверхности земли; закрепленные на корпусе поперечные брусья, на которых установлены движущие механизмы, состоящие из штанги, сопряженной с шестерней, закрепленной на валу. На противоположном конце вала установлены регуляторы с упором, верхний конец штанги движущегося механизма снабжен гибкими рельефообразующими устройствами, а на свободных промежутках брусьев дополнительно установлены движущие механизмы, на верхний конец штанги которых насажены цилиндрические зубчатые направляющие, на верхнем торце которых жестко закреплены съемные рельефообразующие куполообразные жесткие формы поверхности земли, выполненные разной конфигурации в плане, отражающие естественные рельефы поверхности земли. Указанные направляющие сопряжены с валом, имеющим винтовую нарезку в месте сопряжения с направляющей, а другой конец вала снабжен регулятором с упором и выведен на панель управления учебного пособия (патент РФ №2204171, МПК G09B 25/06. Опубл. 10.05.2003 г.).
Но это устройство конструктивно сложно и, кроме того, оно не моделирует гидрогеологические процессы такие, как формирование речной долины и водоемов.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является упрощение учебного пособия и расширение его функциональных возможностей за счет моделирования формирования речной долины и водоемов.
Технический результат заключается в повышении эффективности и наглядности обучения студентов инженерно-строительных специальностей.
Поставленная задача решается тем, что в учебное пособие по моделированию рельефа местности, содержащее корпус, основание имитируемой поверхности земли, макеты зданий и сооружений, выполненные с возможностью изменения их взаимоположения относительно основания имитируемой поверхности земли, рельефообразующие устройства поверхности земли, связанные с панелью управления, согласно заявляемому техническому решению дополнительно введены источник воды и дождеобразующее устройство, подключенное к источнику воды, при этом рельефообразующие устройства выполнены в виде вала с установленными на валу кривошипами.
Кроме того, корпус выполнен из водонепроницаемого материала, а дождеобразующее устройство выполнено в виде душевых головок, размещенных на узле крепления в виде телескопической поворотной стойки с возможностью изменения их положения.
Кривошипы имеют поверхность переменной кривизны и установлены на валу с возможностью перемещения вдоль его оси.
Введенные источник воды и дождеобразующее устройство позволяют имитировать выпадение дождя.
А выполнение корпуса из водонепроницаемого материала исключает неконтролируемое вытекание из него воды.
Выполнение же дождеобразующего устройства в виде душевых головок позволяет имитировать дождь.
Размещение душевых головок на узле крепления в виде телескопической поворотной стойки с возможностью изменения их положения дает возможность имитировать дождь на любом участке пособия.
Выполнение же рельефообразующих устройств в виде установленных на валу кривошипов упрощает конструкцию установки.
Переменная кривизна поверхности кривошипов позволяет получить любой заданный рельеф местности.
А установка кривошипов с возможностью перемещения вдоль оси вала дает возможность производить регулирование рельефа местности по горизонтали.
На фиг. представлено учебное пособие для моделирования рельефа местности, общий вид, где 1 - корпус, 2 - основание, 3 - имитируемая поверхность земли, 4 - макеты зданий и сооружений, 5 - панель управления, 6 - вал, 7 - кривошипы, 8 - источник воды, 9 - душевые головки, 10 - вентиль, 11 - шланг, 12 - телескопическая поворотная стойка.
Учебное пособие по моделированию рельефа местности содержит корпус 1, основание 2 имитируемой поверхности земли 3 из эластичного материала, макеты зданий и сооружений 4, панель управления 5, связанную с рельефообразующими устройствами в виде установленных на валу 6 кривошипов 7, источник воды 8, дождеобразующее устройство в виде душевых головок 9, вентиль 10 и шланг 11. Душевыми головками 9 имитируют дождь, а струей воды из шланга 11 - потоки.
Учебное пособие по моделированию рельефа местности содержит корпус 1, выполненный из водонепроницаемого материала, в котором расположено основание 2 имитируемой поверхности 3 из эластичного материала, макеты зданий и сооружений 4, местоположение которых может быть изменено в зависимости от задач исследования, панель управления 5, расположенную на одной из боковых сторон корпуса 1, связанную с рельефообразующими устройствами поверхности земли 3 в виде кривошипов 7 установленных на валу 6, расположенных в корпусе 1 под основанием 2 с возможностью перемещения вдоль оси вала. Источник воды 8 расположен вне корпуса 1. Дождеобразующее устройство выполнено в виде душевых головок 9, установленных на узле крепления, выполненном в виде телескопической поворотной стойки 12, закрепленной на боковой поверхности корпуса 1 с возможностью изменения положения. Вентиль 11 расположен на панели управления 5 и служит для слива использованной жидкости, шланг 11 может быть подключен к душевым головкам 9 или закреплен на боковой поверхности корпуса 1.
Пособие работает следующим образом.
Нужный рельеф имитируемой поверхности земли 3 формируют с помощью установленных на валу 6 кривошипов 7, кривизну которых и расположение на валу 6 выбирают в зависимости от поставленной задачи.
Управление валом 6 производят с помощью панели управления 5, расположенной на лицевой стороне корпуса 1. При повороте вала 6 кривошипы 7 в зависимости от формы поднимаются/опускаются и создают заданный возвышенный/пониженный участок имитируемой поверхности земли 3, который фиксируется с помощью стопора (не показан). Таким образом создают рельеф местности с уклоном или пересеченный рельеф местности.
На имитируемую поверхность земли 3, поверх которой наносится слой изучаемых пород (или песок и/или суглинок, и/или глина и т.д., и т.п.), устанавливают согласно заданному генплану макеты зданий и сооружений 4.
Для изучения формирования речной долины закрепляют шланг 11 на стенке корпуса 1 (например, с помощью прищепки) в месте изучения и подсоединяют его к источнику воды 8, например, водопроводу. Подают в шланг 11 воду, подбирая необходимый напор и формируя имитацию реки. Подаваемая вода сначала образует мелкие канавки, которые становятся все шире и глубже, сливаясь в один быстрый поток, который, углубляясь, прорезает в изучаемой породе канал. Под воздействием эрозии в своем верхнем течении быстрый поток превращается в медленную, извилистую реку, у устья которой формируются излучины. В результате чего образуется демонстрационная речная долина с расположенными в нескольких местах возвышенностями.
Для имитации дождя размещают душевые головки 9 на телескопической поворотной стойке 12, подсоединяют их с помощью шланга 11 к источнику воды 8 и подают воду, имитируя выпадение дождя над изучаемой территорией. Характерная черта дождливых районов - грунтовые воды, собирающиеся между слоями почвы. Эти слои можно имитировать синтетическими пленками. Сделав в поверхности земли 3 углубление, получают за счет грунтовых вод водоем: пруд и т.п.
По окончании демонстрации формирования речной долины и/или водоема открывают вентиль 10, и сливают использованную воду в имеющуюся емкость.
Использование полезной модели в учебном процессе позволяет улучшить понимание процессов формирования речной долины и водоемов.