CN103983480A - 一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置，它包括在三角槽入口设有拦污栅，所述拦污栅前方设有马达带动的挂污带，所述三角槽两边设有存污库，所述三角槽内边壁上设有标准水尺，所述三角槽内四分之二处设有取样孔，所述取样孔底部设有橡胶垫，所述三角槽内四分之三处隔空架设有流速仪和流深仪，所述三角槽底部有一根管道与泥沙自动采集系统相连接，所述三角槽所在水槽中间的岸边均对称设有支架和绞车，所述支架的顶部设有滚轮，所述绞车的钢绳连接在水槽的中部。本发明克服了以往对径流泥沙观测资源的浪费和不能测量不同径流浑水深度的含沙量的难题，为径流泥沙观测站的重复利用，减少环境污染做出了贡献。

Description

一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置

技术领域

本发明涉及一种系统测量各类把口站所排放径流泥沙不同层次不同深度的监测装置，尤其是分析径流泥沙不同深度不同层次的细颗粒泥沙的含量，通过移动式径流泥沙监测槽的不同部位不同高度的取样孔进行时间序列取样，同时自动化测量流过移动式监测槽径流泥沙的流速、流深并按一定的时间步长进行泥沙量取样进行分析。

背景技术

目前，很多径流泥沙监测断面会收集经过该把口站的径流泥沙的时间分布过程，但是缺乏经过该把口站的径流泥沙不同层次不同深度的含沙量变化过程的测量方法及装置，尤其是不能分析径流泥沙不同深度不同层次的细颗粒泥沙的含量。通常在一个径流小区的观测期，测量人员会关注天气情况，当径流即将发生时，监测人员亲临现场，观测径流发生情况。有条件时，可观测径流起止时间。径流终止后，观测各小区或小流域的冲刷情况(对侵蚀程度严重的小区也记载侵蚀沟的情况及其分布)和植物覆盖度(％)：量取分流桶、径流桶内泥水深。量取水深后，采用全深剖面采样器在集流桶不同部位采集(3～5)个径流样品放于小水桶中，搅匀小水桶混和水样，采集2瓶(1000ml采样瓶)泥水样，送回实验室采用沉淀烘干法测量含沙量。最后清扫承水槽淤泥并测含水量，确定承水槽土壤流失量，做好相关表格记录工作。及时清理分(径)流桶，检查阀门闭合情况、分(径)流桶情况及其小区状况，做好下次观测准备。同时，小流域把口站的观测会更加简单，观测人员通常只测定降雨开始和结束时间，然后每隔10-30min不等的时间步长测定一下通过把口站的径流泥沙的流速、流深和泥沙含量，最后统计出泥沙曲线进行粗略估算。

以往的小区或小流域径流泥沙观测或建立一个固定式的径流泥沙观测槽，或建设一个三角槽、三角堰，功能简单且使用完之后即废弃，造成了极大的资源浪费和环境破坏，且观测槽、三角堰最大的缺点是不能收集径流过程中不同浑水深度的含沙量，对一些随着研究的深入急需要了解不同径流浑水深度的含沙量是否一致，如不一致存在什么分布规律的科学研究造成了瓶颈问题。本发明就是为了解决以上的试验进一步深入碰到的以上问题而制造的一系列装置。

发明内容

为克服以往在研究中对径流泥沙观测资源的浪费和需要了解不同径流浑水深度的含沙量的难题，本发明提供了一种解决径流泥沙观测资源浪费的办法，以及测量不同径流浑水深度的含沙量测量办法，为径流泥沙观测站的重复利用，减少环境污染做出了贡献。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的监测装置包括在集水槽后方设置有由马达带动的迎水面设置有钉刺的挂污带，设置在所述挂污带的出水口后方有用于拦截较大杂质的拦污栅，以进水口面向迎水面的方式在拦污栅出水口后方设置有可移动式的三角槽，所述三角槽前段的左右两侧各设置有一个面积为2平方米的用于承纳挂污带带过来的杂质的存污库，所述三角槽的内边壁上设置有用于直接读取水位的标准水尺，所述三角槽内四分之二处设置有不同径流浑水深度的取样孔，所述三角槽内四分之三处分别通过流速仪固定支架以及流深仪固定支架隔空架设有SVR流速仪和PTJ301流深仪，所述三角槽的出水口底部设置有一根出口至UGT泥沙自动采集系统中的管道，其特征在于：所述三角槽所在水槽中间的岸边均对称设置有支架和绞车，所述支架的顶部设置有滚轮，所述绞车的钢绳的活动端绕过滚轮并连接在水槽的中部，同时在三角槽的取样孔底部设置有用于防止径流泥沙下漏的橡胶垫。

所述不同径流浑水深度取样孔按照每隔5厘米平均分布，共设有20个取样孔；通过调节水槽的高度，使得取样孔能够采集到不同水深的泥沙含量。

所述三角槽的顶角角度为90度，两边与地面各成45度角；两条边垂直高度为1米，长度为2米。

所述三角槽为可移动装置，当两端绞车收钢绳时，会抬起水槽；放钢绳时，下放水槽。

本发明的有益效果是，克服了以往对径流泥沙观测资源的浪费和不能测量不同径流浑水深度的含沙量的难题，为径流泥沙观测站的重复利用，减少环境污染做出了贡献。

附图说明

图1是可移动式径流泥沙不同空间分布测量装置俯视图

图2是可移动式径流泥沙不同空间分布测量装置横截面图

图中1.集水槽，2.杂草，3.树枝，4.挂污带，5.电动马达，6.钉刺，7.拦污栅，8.存污库，9.标准水尺，10.不同径流浑水深度取样孔，11.流速仪、流深仪固定支架，12.SVR流速仪、PTJ301流深仪，13.UGT泥沙自动采集系统，14.三角槽顶边，15.三角槽底边，16.三角槽出口，17.绞车，18.钢绳，19.滚轮，20.支架。

具体实施方式

本发明以下结合附图和实施例做进一步描述。

如图1所示，本发明的监测装置包括在集水槽1后方设置有由马达5带动的迎水面设置有钉刺6的挂污带4，设置在所述挂污带4的出水口后方有用于拦截较大杂质的拦污栅7，以进水口面向迎水面的方式在拦污栅出水口后方设置有可移动式的三角槽，所述三角槽前段的左右两侧各设置有一个面积为2平方米的用于承纳挂污带带过来的杂质的存污库8，所述三角槽的内边壁上设置有用于直接读取水位的标准水尺9，所述三角槽内四分之二处设置有不同径流浑水深度的取样孔10，所述三角槽内四分之三处分别通过流速仪固定支架以及流深仪固定支架11隔空架设有SVR流速仪和PTJ301流深仪12，所述三角槽的出水口底部设置有一根出口至UGT泥沙自动采集系统13中的管道，其特征在于：所述三角槽所在水槽中间的岸边均对称设置有支架20和绞车17，所述支架20的顶部设置有滚轮19，所述绞车17的钢绳18的活动端绕过滚轮19并连接在水槽的中部，同时在三角槽的取样孔底部设置有用于防止径流泥沙下漏的橡胶垫。

如图2所示，所述不同径流浑水深度取样孔按照每隔5厘米平均分布，共设有20个取样孔；通过调节水槽的高度，使得取样孔能够采集到不同水深的泥沙含量。

所述三角槽的顶角角度为90度，两边与地面各成45度角；两条边垂直高度为1米，长度为2米。

所述三角槽为可移动装置，当两端绞车收钢绳时，会抬起水槽；放钢绳时，下放水槽。

更具体的说，本发明的径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置是，集水槽1，挂污带4，电动马达5，钉刺6，拦污栅7，存污库8，标准水尺9，不同径流浑水深度取样孔10，流速仪、流深仪固定支架11，SVR流速仪、PTJ301流深仪12，U6T泥沙自动采集系统13，三角槽顶边14，三角槽底边15，三角槽出口16，绞车17，钢绳18，滚轮19，支架20等组成。

三角槽是由三角槽顶边14、三角槽底边15、三角槽出口16组成，三角槽的两条边分别与地面水平线呈45度角，三角槽两条边之间的夹角为90度，三角槽的顶边14距离三角槽底边15的垂直高度为1m、三角槽的长度也即三角槽的顶边14为2m，三角槽的四分之一处的边壁上有用白漆做的标准水尺9，可以读取某一时刻径流的水深，三角槽内的四分之二处布设有不同径流浑水深度取样孔10，取样孔按照每隔5cm布设一个的规律布设，共布设有20个取样孔，随着径流量的变化，不同的取样孔取到的泥沙含量也会不尽相同，测量完毕后对取到的样品进行分析即可，三角槽内的四分之三处架设有固定支架11来固定径流流深、流速测量仪器12，三角槽内的末端处布设有UGT泥沙自动采集系统13来收集泥沙颗粒以待分析。同时，在三角槽的前段左右各有一个面积为2平方米的存污库8以承纳挂污带带过来的树枝、杂草等杂物。三角槽为可移动装置，当两端绞车17收钢绳时，会抬起水槽；放钢绳时，下放水槽。

在小流域开始降雨时，一部分降雨被植被叶面截留，随后降雨落到地表坡面开始入渗，当坡面降雨大于土壤的入渗能力时坡面开始产流，随后坡面薄层流开始汇集形成细沟流，随后进入小沟道，再汇入大沟道，直至汇到小流域主沟道进入集水槽1，从集水槽1下来的径流含有不同粒径的泥沙颗粒，其中可能会有水流汇集过程中带过来的树枝、杂草等杂物顺着集水槽1进入三角槽，此时将电动马达5打开，电动马达5带动上面的挂污带4，挂污带上的钉刺6会将水流带下来的树枝、杂草等杂物拨入存污库8进行储存，等存污库8存满后人工将污物处理出去，可防止杂物过多影响测流，部分未能处理的小杂物则会被接下来的拦污栅7所隔离，但不会影响到测流设备的正常工作。同时可以人工记录水流在不同时刻的标准水尺9的高度来推算径流量，同时专门负责在不同径流浑水深度取样孔进行取样，随着降雨过程、径流过程的变化，不同高度的取样孔取到的径流含沙量是不断变化的，测量完毕后对其进行分析即可揭示不同水深的含沙量变化规律，然后在径流通过三角槽时，打开固定于流速仪流深仪支架11上的SVR流速仪和PTJ301流深仪12、以及三角槽出口处的UGT泥沙自动采集系统13，开始测量径流的流速、流深，同时每隔一定时间步长收集一次泥沙样品。直至径流停止。

放水停止后，将流速仪固定支架上的11流速仪流深仪12收集到的数据导入电脑进行分析，同时将UGT泥沙自动采集系统13采集的泥沙样品进行称重、烘干记录后分析泥沙的中值粒径。次日，用土钻采集小流域沉积处的10个不同部位的新淤积沉淀的表层泥沙样，取出后称重、烘干后分析其泥沙颗粒的中值粒径。比较不同部位采集的泥沙颗粒中值粒径，分析小流域侵蚀产沙机理。

Claims (3)

1.一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置，它包括在集水槽后方设置有由马达带动的迎水面设置有钉刺的挂污带，设置在所述挂污带的出水口后方有用于拦截较大杂质的拦污栅，以进水口面向迎水面的方式在拦污栅出水口后方设置有可移动式的三角槽，所述三角槽前段的左右两侧各设置有一个面积为2平方米的用于承纳挂污带带过来的杂质的存污库，所述三角槽的内边壁上设置有用于直接读取水位的标准水尺，所述三角槽内四分之二处设置有不同径流浑水深度的取样孔，所述三角槽内四分之三处分别通过流速仪固定支架以及流深仪固定支架隔空架设有SVR流速仪和PTJ301流深仪，所述三角槽的出水口底部设置有一根出口至UGT泥沙自动采集系统中的管道，其特征在于：所述三角槽所在水槽中间的岸边均对称设置有支架和绞车，所述支架的顶部设置有滚轮，所述绞车的钢绳的活动端绕过滚轮并连接在水槽的中部，同时在三角槽的取样孔底部设置有用于防止径流泥沙下漏的橡胶垫。

2.如权利要求1所述的一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置，其特征在于：所述不同径流浑水深度取样孔按照每隔5厘米平均分布，共设有20个取样孔；通过调节水槽的高度，使得取样孔能够采集到不同水深的泥沙含量。

3.如权利要求1所述的一种可移动式径流泥沙不同空间分布含沙量监测装置，其特征在于：所述三角槽的顶角角度为90度，两边与地面各成45度角；两条边垂直高度为1米，长度为2米。