CN103743887B - 便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，包括供水系统、水平调节系统和地面收集系统。其中供水系统采用由透明玻璃钢材料制成的两个马里奥特瓶，两个马里奥特瓶通过一个三通阀控制交替供水，三通阀出口供水软管连接T形管向地面收集系统供水。T形管两端封闭，前端管壁一侧均匀开有一排小孔，水从小孔流出，进入地面测试系统。地面测试系统包括两块作为侧面边界的侧流限制板、一块前挡板及径流收集槽和量筒，侧流限制板半埋入地面下。T形管小孔流出的水，在侧流限制板的限制下，沿坡面流下，经径流收集槽收集后由出水软管引入量筒中。用于实地模拟坡面径流测定坡面径流对坡面土壤的侵蚀，无额外供水动力。

Description

便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置

技术领域

本发明涉及一种坡面侵蚀观测设备，尤其涉及一种便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置。

背景技术

目前，坡面侵蚀观测方法包括户外径流场观测、结合人工降雨模拟系统观测、在坡面打入钢钎进行观测或采用地理信息系统进行卫片解译分析，这些方法一般观测周期长，实验设施需长期置于野外，设施易丢失，或者观测范围过大，难于应用于小范围内的短期定点快速观测。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于运输、安装，不需要额外供水动力的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，方便的用于实地测定坡面径流对坡面的侵蚀。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，包括供水系统、水平调节系统、地面收集系统；

所述供水系统用于提供稳定、可控的流量，它包括：

两个马里奥特瓶，所述马里奥特瓶包括圆柱形的透明玻璃钢材料的容器，所述容器的侧壁纵向贴有水位刻度标尺，所述容器的下端侧壁处开有出水口并安装有阀门，所述容器的上端顶壁开孔并用橡胶塞密封，一根中空管穿过所述橡胶塞，所述中空管的下端与所述出水口水平面的距离可控，两根引水软管一端分别连接两个马里奥特瓶的出水口，另一端分别连接三通阀的两个进水口，供水软管的一端连接在所述三通阀的出水口，另一端连接T形管的中部进水管，所述T形管的横向管的两端封闭，所述横向管上与所述T形管成135度角方向开有一排出水孔，所述横向管的两端用两个调平钢钎固定在待测坡面上；

所述水平调节系统用于将马里奥特瓶水平、稳固的放置在坡面上，它包括：

坡面支架，所述坡面支架使用角钢通过M6型紧固螺栓连接而成，与坡面接触的滑槽底板上开有一道槽孔，水平调节梁的一端能在滑槽内滑动，以调节11号水平梁的大致水平，10号水平梁固定在11号水平梁上，水平支撑板放置在两根10号水平梁之间，水平调节板装有四个M10型螺栓作为水平调节螺栓，用于精确调整水平支撑板的水平；

所述地面收集系统用于收集地表径流和泥沙，它包括：

两块侧流限制板：用于分隔出试验区域；

一块前挡板：前挡板的中部以上开有一道出流槽，两侧有孔，用M6型螺栓将其固定在两块侧流限制板上；

径流收集槽：槽体一端封闭、另一端有长20mm的出水口，槽体一侧有长10mm的接水舌，槽体上部有孔，用M6型螺栓将其固定在前挡板上；

出水软管：一端连接在径流收集槽的出口处、另一端伸出将水引向量筒，量筒放置在在坡面上挖开的量筒安置坑中；

量筒：用于收集测定坡面径流及泥沙的产生量。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，由于包括供水系统、水平调节系统、地面收集系统，供水系统通过置于高处的马里奥特瓶依靠重力自流供水，用于实地模拟坡面径流测定坡面径流对坡面土壤的侵蚀，无额外供水动力，且便于运输、安装。

附图说明

图1为本发明实施例提供的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置的总体结构示意图。

图2为本发明实施例的侧视图；

图3为本发明实施例中地面测试部分组装图；

图4为本发明实施例中侧流限制板结构示意图；

图5为本发明实施例中侧流限制板坡面布置图；

图6为本发明实施例中前挡板的结构示意图；

图7为本发明实施例中径流收集槽结构示意图；

图8为本发明实施例中径流收集槽侧视图；

图9为本发明实施例中T形管结构示意图；

图10为本发明实施例中T形管一端局部剖面图；

图11为本发明实施例中水平调节板组装图；

图12为本发明实施例中坡面水平支架侧视图；

图13为本发明实施例中坡面水平支架中10号横梁结构示意图。

图中各部件的尺寸标注单位为mm，图中标号说明：

1、中空管，2、带孔橡胶塞，3、玻璃钢容器，4、水位刻度标尺，5、阀门，6、水平调节板，7、水平调节螺栓，8、水平支撑板，9、引水软管，10、10号水平梁，11、11号水平梁，12、滑槽底板，13、紧固螺栓，14、水平调节梁，15、三通阀，16、供水软管，17、坡度刻度，18、T形管，19、测流限制板，20、前挡板，21、径流收集槽，22、出水软管，23、量筒，24、调平钢钎，25、坡面，26、量筒安置坑。

图2中侧流限制板刻度标示对应的长度的位置列于下表：

刻度值	从左侧边界到刻度线的距离/mm	刻度值	从左侧边界到刻度线的距离/mm
				0～5	300.0	34	360.0
10	303.2	37	374.2
				15	308.7	39	384.8
20	317.1	41	396.6
				24	326.1	43	409.7
28	337.6	45	424.3
				31	347.9

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，其较佳的具体实施方式是：

包括供水系统、水平调节系统、地面收集系统；

所述供水系统用于提供稳定、可控的流量，它包括：

两个马里奥特瓶，所述马里奥特瓶包括圆柱形的透明玻璃钢材料的容器，所述容器的侧壁纵向贴有水位刻度标尺，所述容器的下端侧壁处开有出水口并安装有阀门，所述容器的上端顶壁开孔并用橡胶塞密封，一根中空管穿过所述橡胶塞，所述中空管的下端与所述出水口水平面的距离可控，改变该距离可以调节出水口水头大小，两根引水软管一端分别连接两个马里奥特瓶的出水口，另一端分别连接三通阀的两个进水口，供水软管的一端连接在所述三通阀的出水口，另一端连接T形管的中部进水管，所述T形管的横向管的两端封闭，所述横向管上与所述T形管成135度角方向开有一排出水孔，所述横向管的两端用两个调平钢钎固定在待测坡面上；

所述水平调节系统用于将马里奥特瓶水平、稳固的放置在坡面上，它包括：

坡面支架，所述坡面支架使用角钢通过M6型紧固螺栓连接而成，与坡面接触的滑槽底板上开有一道槽孔，水平调节梁的一端能在滑槽内滑动，以调节11号水平梁的大致水平，10号水平梁固定在11号水平梁上，水平支撑板放置在两根10号水平梁之间，水平调节板装有四个M10型螺栓作为水平调节螺栓，用于精确调整水平支撑板的水平；

所述地面收集系统用于收集地表径流和泥沙，它包括：

两块侧流限制板：用于分隔出试验区域；

一块前挡板：前挡板的中部以上开有一道出流槽，两侧有孔，用M6型螺栓将其固定在两块侧流限制板上；

径流收集槽：槽体一端封闭、另一端有长20mm的出水口，槽体一侧有长10mm的接水舌，槽体上部有孔，用M6型螺栓将其固定在前挡板上；

出水软管：一端连接在径流收集槽的出口处、另一端伸出将水引向量筒，量筒放置在坡面上挖开的量筒安置坑中；

量筒：用于收集测定坡面径流及泥沙的产生量。

所述供水系统通过置于高处的马里奥特瓶依靠重力自流供水，通过调节马里奥特瓶高度和马里奥特瓶中中空管的下端与出水口水平面的距离（即中空管的下端距出水口所在的水平面的高度）调节出水口水头大小，配合三通阀进行流量控制。

所述侧流限制板的一面标有与坡面坡度相对应的刻度，用于保证测试面积中垂直投影长度保持恒定的30cm。

所述T形管的横向管的两端的调平钢钎用带脚铁丝圈做成，用于调节T形管两端高度，保证各出水孔的水流基本相同。

本发明的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，用于实地模拟坡面径流测定坡面径流对坡面土壤的侵蚀，无额外供水动力。包括供水系统、水平调节系统和地面收集系统。其中供水系统采用由透明玻璃钢材料制成的两个马里奥特瓶，瓶体外侧贴有水位刻度标尺，出口处设有一个阀门，控制流量。供水系统置于地面收集系统上部一定高度，利用马里奥特瓶中中空管的下端与地面测试系统的高差作为动力水头供水。两个马里奥特瓶通过一个三通阀控制交替供水，三通阀出口供水软管连接T形管向地面收集系统供水。T形管两端封闭，前端管壁一侧均匀开有一排小孔。水从小孔流出，进入地面测试系统。地面测试系统由两块作为侧面边界的侧流限制板、一块前挡板及径流收集槽和量筒组成。其中侧流限制板、前挡板及径流收集槽由螺栓固定在一起，径流收集槽接水舌保持水平，侧流限制板半埋入地面下。供水管小孔流出的水，在侧流限制板的限制下，沿坡面流下，经径流收集槽收集后由出水软管引入量筒中。

具体实施例：

如图1至图13所示，以测定地面投影面积为300mm×300mm的区域作为实施例。

采用透明玻璃钢材料制作容器3，容器3上下封闭，侧壁一侧贴一截普通皮尺作为水位刻度标尺4，上部开直径50mm的圆孔，侧壁下部开直径10mm的出水孔，出水孔外安装一个阀门5，采用中间带孔的橡胶塞2塞紧上部开孔，中空管1穿过橡胶塞，中空管底部与容器3侧面开口处上沿齐平，阀门5调节出口流量，三通阀15在两个马里奥特瓶之间切换交替供水。阀门5与三通阀15以及T形管18之间采用普通塑料软管连接。T形管18长300mm，采用PVC管和一个三通组合而成，两端用橡胶塞密封，在管壁一侧与T形管成135°方向均匀钻出一排直径1.5mm的小孔，小孔间隔10mm。将T形管18两端用两个调平钢钎24固定在两块侧流限制板19之间的坡面上，使T形管18与坡面等高线平行，下沿管壁对应刻度与侧流限制板19上所标示的坡度一致。两块侧流限制板19长450mm，宽150mm，垂直于坡面等高线平行布置，半埋于地下，间隔300mm。前挡板20长300mm，中线以上开一道宽10mm的槽孔，两端带有向一侧折起的20mm宽的侧壁。径流收集槽21接水舌水平穿过前挡板20上的槽孔与坡面土壤紧密接触，将坡面径流收集至槽内，并由出水软管22引流至量筒23，收集径流及泥沙。

在图3中表示了侧流限制板19、前挡板20以及径流收集槽21的组装方式，两块侧流限制板19之间为前挡板20，径流收集槽21固定在前挡板20上，各部件之间通过M6×20型螺栓13固定在一起。

在图11中，水平支撑板8位于水平调节板6下，水平调节板6四角留有水平调节螺栓7的孔，水平调节螺栓7采用M10×65型，水平调节板6上方的螺母起固定作用，下方螺母可调节水平调节螺栓7螺杆的长度，保证水平调节板6精确水平。

在图12中，坡面支架采用20mm×20mm×4mm的角钢制作，滑槽底板12上开有一道槽孔，水平调节梁14的一端可在滑槽内滑动，以调节11号水平梁11大致水平，10号水平梁10固定在11号水平梁11上；各角钢之间的连接采用M6×20型螺栓13。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，其特征在于，包括供水系统、水平调节系统、地面收集系统；

所述供水系统用于提供稳定、可控的流量，它包括：

两个马里奥特瓶，所述马里奥特瓶包括圆柱形的透明玻璃钢材料的容器(3)，所述容器(3)的侧壁纵向贴有水位刻度标尺(4)，所述容器(3)的下端侧壁处开有出水口并安装有阀门(5)，所述容器(3)的上端顶壁开孔并用橡胶塞(2)密封，一根中空管(1)穿过所述橡胶塞(2)，所述中空管(1)的下端与所述出水口水平面的距离可控，两根引水软管(9)一端分别连接两个马里奥特瓶的出水口，另一端分别连接三通阀(15)的两个进水口，供水软管(16)的一端连接在所述三通阀(15)的出水口，另一端连接T形管(18)的中部进水管，所述T形管(18)的横向管的两端封闭，所述横向管上与所述T形管(18)成135度角方向开有一排出水孔，所述横向管的两端用两个调平钢钎(24)固定在待测坡面(25)上；

所述水平调节系统用于将马里奥特瓶水平、稳固的放置在坡面上，它包括：

坡面支架，所述坡面支架使用角钢通过M6型紧固螺栓(13)连接而成，与坡面接触的滑槽底板(12)上开有一道槽孔，水平调节梁(14)的一端能在滑槽内滑动，以调节11号水平梁(11)的大致水平，10号水平梁(10)固定在11号水平梁(11)上，水平支撑板(8)放置在两根10号水平梁(10)之间，水平调节板(6)装有四个M10型螺栓作为水平调节螺栓(7)，用于精确调整水平支撑板(8)的水平；

所述地面收集系统用于收集地表径流和泥沙，它包括：

两块侧流限制板(19)：用于分隔出试验区域；

一块前挡板(20)：前挡板的中部以上开有一道出流槽，两侧有孔，用M6型螺栓将其固定在两块侧流限制板(19)上；

径流收集槽(21)：槽体一端封闭、另一端有长20mm的出水口，槽体一侧有长10mm的接水舌，槽体上部有孔，用M6型螺栓将其固定在前挡板(20)上；

出水软管(22)：一端连接在径流收集槽(21)的出口处、另一端伸出将水引向量筒(23)，量筒(23)放置在在坡面上挖开的量筒安置坑(26)中；

量筒(23)：用于收集测定坡面径流及泥沙的产生；

所述供水系统通过置于高处的马里奥特瓶依靠重力自流供水。

2.如权利要求1所述的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，其特征在于，所述侧流限制板(19)的一面标有与坡面坡度相对应的刻度，用于保证测试面积中垂直投影长度保持恒定的30cm。

3.如权利要求1所述的便携式实地测量坡面径流侵蚀的装置，其特征在于，所述T形管(18)的横向管的两端的调平钢钎(24)用带脚铁丝圈做成，用于调节T形管(18)两端高度，保证各出水孔的水流相同。