CN106872667B - 一种水土流失测定用实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水土流失测定用实验平台。它包括两根平行设置在地面上的滑轨，在每个滑轨的滑槽内分别活动卡接一隔离板，两滑轨的前端分别垂直抵接在排水槽的侧壁上，在两滑轨之间的排水槽侧壁中间设有一储料池，在储料池中部水平设有一过滤网，在过滤网下方的储料池侧壁上设有一与排水槽相连同的排水孔，在排水孔另一侧的储料池侧壁顶部设有一连接板，连接板通过转轴与储料池侧壁活动相连，与储料池相连的连接板的上侧设有一托盘。它结构设计合理，并通过对不同坡度的草场进行降雨、吹风及扬尘的实验，信息采集准确，提高了草籽的成活率，对下一步天然草场的保护及规划有着重要意义，大大提高了工作效率，解决了现有技术中存在的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种水土流失测定用实验平台。
背景技术：
草场是农业用地的一种，指用于畜牧业生产的土地，牧地和草场是发展畜牧业不可缺少、不可代替的生产资料，故保护、利用、改造、建设牧地和草场，提高其生产能力，是发展畜牧业，实现稳产高产的根本措施。目前，我国大部分天然草场的生态平衡均受到不同程度的破坏，土壤退化日趋严重，为治理土壤退化现象，提高自然植被的覆盖率已成为重中之重。
我国幅员辽阔，地域差异大，而不同地区的气候对于草籽的生长也有着至关重要的影响，人们需要根据不同的气候特征对同一地区的不同坡度的天然草场进行实验并测取数据，如各种强度的降水、强风以及扬尘等，尤其是灾害性气候对天然草场的影响数值，作为判断及分析草籽中的优势物种量的重要数据，为天然草场的改良提供准确的数据依据，有效的改善对草场破坏的各项指标，控制水土流失量、减少扬尘、恢复植被，在提高牧草的产量的同时，还提高了对生态环境的保护，使发展畜牧业与环境保护相辅相成，开拓一条良性循环的路径。
目前，传统测试自然天气对天然草场影响的方法，均为在天然草场上画圈选为试验田，人们通过在自然天气下记录对试验田的不同影响，以获取数据。此种方法存在较多问题，其一，测试周期长，传统测试方法想获取单项准确数值，通常需要五个实验周期(每个周期为一年)，方能完成基本所需的数据；其二，所测数据的数据量较少，很多数据无法测取，如无法测得天然草场的土壤镜流量，在降雨后，有些土壤不透水，水无法渗透地下，会流向地面地势较低的地方，这部分在山坡上的土壤从而无法测得准确的降水量对天然草场的影响数值，准确性较差，存在误差，无法准确的获取有效的实验数据，进而无法准确的分析出草籽中优势物种量的种类；其三，所遇自然天气种类有限，很多极端天气均可遇不可求，人们无法得到更为全面的数据。
发明内容：
本发明提供了一种水土流失测定用实验平台，它结构设计合理，操作方便，省时省力，测量精度高，实验周期短，可人工模拟各种自然环境，并通过对不同坡度的草场进行降雨、吹风及扬尘的实验，测定出托盘内的植被量、优势物种量、水土流失量、沙尘强度等，尤其是对根系的破坏与叶片的破损等等，信息采集准确，可在较短的实验周期内获取全面的实验数据，提高了草籽的成活率，对下一步天然草场的保护及规划有着重要意义。同时，也可以根据所测天然草场的需要，选择进行其中个别需要单项实验测试的项目，大大提高了工作效率，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种水土流失测定用实验平台，包括两根平行设置在地面上的滑轨，在每个滑轨的滑槽内分别活动卡接一隔离板，两滑轨的前端分别垂直抵接在排水槽的侧壁上，在两滑轨之间的排水槽侧壁中间设有一储料池，在储料池中部水平设有一过滤网，在过滤网下方的储料池侧壁上设有一与排水槽相连通的排水孔，在排水孔另一侧的储料池侧壁顶部设有一连接板，连接板通过转轴与储料池侧壁活动相连，与储料池相连的连接板的上侧设有一托盘，连接板的左右两侧分别对称设有一导流板，导流板上下两端分别连通托盘的开口处与储料池顶部，在与托盘开口处相对另一侧的托盘侧壁上分别沿其长度设有若干个造风装置，在托盘下方的两滑轨之间垂直设有一基座板，在基座板上沿其长度方向间隔竖直设有若干个液压油缸，液压油缸的活塞杆外端设有抵接在托盘底部的滑轮，在排水槽一侧设有一水池，在排水槽底部与水池相连的水池侧壁上设有若干个通孔，一水管通过埋设在地下的抽水泵与水池相连，水管的另一端竖直向上伸出地面，绕过两隔离板顶部后并向下伸至地面下与排水槽相连通设置，在托盘上方的水管上分别设有若干个喷淋装置与流沙装置，液压油缸、抽水泵分别经导线与控制装置相连。
所述造风装置包括设置在托盘外侧壁上的底座，一支撑杆竖直插接在底座内，在底座上的支撑杆上固定套设一齿轮盘，一设置在底座内的调整电机通过其竖直设置的输出轴穿出底座表面与一传动齿轮相连，传动齿轮与齿轮盘相啮合，在支撑杆顶端固连一U形支架，U形支架的两自由端分别与活动卡装在一风扇两侧侧壁上的万向法兰齿合盘相连，风扇、调整电机分别经导线与控制装置相连。
所述喷淋装置包括连通设置在托盘上方水管下的一竖管，竖管底端水平连通设有一横管，在每个横管底部间隔设有若干个与横管连通设置的喷淋头，在横管顶部间隔设有若干根与竖管相连的固定杆。
所述流沙装置包括对应设置在托盘上方水管下的一漏斗，在漏斗的流出口水平设有一播轮，播轮转轴的一端活动卡接在漏斗侧壁上，另一端穿出漏斗侧壁与设置在漏斗外侧壁上的伺服电机相连，伺服电机通过导线与控制装置相连。
本发明采用上述方案，结构设计合理，操作方便，省时省力，测量精度高，实验周期短，可人工模拟各种自然环境，并通过对不同坡度的草场进行降雨、吹风及扬尘的实验，测定出托盘内的植被量、优势物种量、水土流失量、沙尘强度等，尤其是对根系的破坏与叶片的破损等等，信息采集准确，可在较短的实验周期内获取全面的实验数据，提高了草籽的成活率，对下一步天然草场的保护及规划有着重要意义。同时，也可以根据所测天然草场的需要，选择进行其中个别需要单项实验测试的项目，大大提高了工作效率。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1部分后视结构示意图。
图3为图1中漏斗的放大剖视结构示意图。
图4为图3中右视结构示意图。
图中，1、滑轨；2、滑槽；3、隔离板；4、排水槽；5、储料池；6、过滤网；7、排水孔；8、连接板；9、转轴；10、托盘；11、导流板；12、基座板；13、液压油缸；14、滑轮；15、水池；16、水管；17、抽水泵；18、底座；19、支撑杆；20、齿轮盘；21、调整电机；22、传动齿轮；23、U形支架；24、风扇；25、万向法兰齿合盘；26、竖管；27、横管；28、喷淋头；29、固定杆；30、漏斗；31、播轮；32、伺服电机。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-4中所示，一种水土流失测定用实验平台，包括两根平行设置在地面上的滑轨1，在每个滑轨1的滑槽2内分别活动卡接一隔离板3，两滑轨1的前端分别垂直抵接在排水槽4的侧壁上，在两滑轨1之间的排水槽4侧壁中间设有一储料池5，在储料池5中部水平设有一过滤网6，在过滤网6下方的储料池5侧壁上设有一与排水槽4相连通的排水孔7，在排水孔7另一侧的储料池5侧壁顶部设有一连接板8，连接板8通过转轴9与储料池5侧壁活动相连，与储料池5相连的连接板8的上侧设有一托盘10，连接板8的左右两侧分别对称设有一导流板11，导流板11上下两端分别连通托盘10的开口处与储料池5顶部，在与托盘10开口处相对另一侧的托盘10侧壁上分别沿其长度设有若干个造风装置，在托盘10下方的两滑轨1之间垂直设有一基座板12，在基座板12上沿其长度方向间隔竖直设有若干个液压油缸13，液压油缸13的活塞杆外端设有抵接在托盘10底部的滑轮14，在排水槽4一侧设有一水池15，在排水槽4底部与水池15相连的水池15侧壁上设有若干个通孔，一水管16通过埋设在地下的抽水泵17与水池15相连，水管16的另一端竖直向上伸出地面，绕过两隔离板3顶部后并向下伸至地面下与排水槽4相连通设置，在托盘10上方的水管16上分别设有若干个喷淋装置与流沙装置，液压油缸13、抽水泵17分别经导线与控制装置相连。
所述造风装置包括设置在托盘外侧壁上的底座18，一支撑杆19竖直插接在底座18内，在底座18上的支撑杆19上固定套设一齿轮盘20，一设置在底座18内的调整电机21通过其竖直设置的输出轴穿出底座18表面与一传动齿轮22相连，传动齿轮22与齿轮盘20相啮合，在支撑杆19顶端固连一U形支架23，U形支架23的两自由端分别与活动卡装在一风扇24两侧侧壁上的万向法兰齿合盘25相连，风扇24、调整电机21分别经导线与控制装置相连。
所述喷淋装置包括连通设置在托盘10上方水管16下的一竖管26，竖管26底端水平连通设有一横管27，在每个横管27底部间隔设有若干个与横管27连通设置的喷淋头28，在横管27顶部间隔设有若干根与竖管26相连的固定杆29。
所述流沙装置包括对应设置在托盘10上方水管16下的一漏斗30，在漏斗30的流出口水平设有一播轮31，播轮31转轴的一端活动卡接在漏斗30侧壁上，另一端穿出漏斗30侧壁与设置在漏斗30外侧壁上的伺服电机32相连，伺服电机32通过导线与控制装置相连。
使用时，将天然草场中的一整块土壤放置在托盘10中，并根据所需测量草场的坡度，通过控制装置控制设置在两滑轨1之间、基座板上的液压油缸13启动，液压油缸13的活塞杆向上伸出，从而将抵接在活塞杆端部滑轮14上的托盘10向上顶起，直至托盘10所达到的倾斜角度符合待测草场的坡度。然后关闭液压油缸13，根据托盘10倾斜的角度，向上或向下调整风扇24的角度，风扇沿设置在其两侧侧壁上的万向法兰齿合盘转动，通过控制装置控制设置在底座18内的调整电机21启动，调整电机21的输出轴带动传动齿轮22转动，从而带动传动齿轮22相啮合的齿轮盘20，进而转动支撑杆19以及设置在支撑杆19上的风扇24，风扇24可模拟多级风速。通过控制装置启动水池15一侧的抽水泵17，抽水泵17将事先存储在水池15内的水抽出，沿水管16向外喷出，并经竖管26与横管27，从各个喷淋头28向下喷出，可模拟不同强度的降雨，并根据大降雨量，测出斑秃性草原的沙化数值。通过控制装置控制伺服电机32启动，带动播轮31转动，播轮31转动的同时，将事先放置在漏斗30中的沙粒向外排出，并随着风扇24的转动形成扬尘，可以模拟出扬尘天气。
随着时间的推移在模拟的降雨、刮风，扬尘等天气情况下，设置在托盘10中的植被以及水土向托盘10开口处，沿导流板11、连接板8流至储料池5内，通过设置在储料池5上的过滤网6，将流失物种、根系以及损坏的叶片等进行有效的收集，并将另一部分的水土流失量沉淀至储料池5底部，对储料池5中的各个流失量进行称积称重后，记录好相关数据，并对从排水进行取样，其中的水沿着储料池4侧壁上的排水孔7流至排水槽4，并回流至水池15内，合理循环使用，避免浪费，通过测定微量原素通过对比多次数值，获取草原微观环境对物种的影响。
当需要同时测取多个不同坡度的实验数据时，可将本装置并排多个安放，通过拆卸设置在滑轨1滑槽2内隔离板3，可模拟不同角度的风向及风速，并一次性记录多种数据，省时省力，测量精度高，实验周期短，可人工模拟多种自然环境，并通过对不同坡度的草场进行降雨、吹风及扬尘的实验，测定出托盘内的植被量、优势物种量、水土流失量、沙尘强度等，信息采集准确，可在较短的实验周期内获取全面的实验数据，提高了草籽的成活率，对下一步天然草场的保护及规划有着重要意义。同时，也可以根据所测天然草场的需要，选择进行其中个别需要单项实验测试的项目，大大提高了工作效率，解决了现有技术中存在的问题。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种水土流失测定用实验平台，其特征在于：包括两根平行设置在地面上的滑轨，在每个滑轨的滑槽内分别活动卡接一隔离板，两滑轨的前端分别垂直抵接在排水槽的侧壁上，在两滑轨之间的排水槽侧壁中间设有一储料池，在储料池中部水平设有一过滤网，在过滤网下方的储料池侧壁上设有一与排水槽相连通的排水孔，在排水孔另一侧的储料池侧壁顶部设有一连接板，连接板通过转轴与储料池侧壁活动相连，与储料池相连的连接板的上侧设有一托盘，连接板的左右两侧分别对称设有一导流板，导流板上下两端分别连通托盘的开口处与储料池顶部，在与托盘开口处相对另一侧的托盘侧壁上分别沿其长度设有若干个造风装置，在托盘下方的两滑轨之间垂直设有一基座板，在基座板上沿其长度方向间隔竖直设有若干个液压油缸，液压油缸的活塞杆外端设有抵接在托盘底部的滑轮，在排水槽一侧设有一水池，在排水槽底部与水池相连的水池侧壁上设有若干个通孔，一水管通过埋设在地下的抽水泵与水池相连，水管的另一端竖直向上伸出地面，绕过两隔离板顶部后并向下伸至地面下与排水槽相连通设置，在托盘上方的水管上分别设有若干个喷淋装置与流沙装置，液压油缸、抽水泵分别经导线与控制装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种水土流失测定用实验平台，其特征在于：所述造风装置包括设置在托盘外侧壁上的底座，一支撑杆竖直插接在底座内，在底座上的支撑杆上固定套设一齿轮盘，一设置在底座内的调整电机通过其竖直设置的输出轴穿出底座表面与一传动齿轮相连，传动齿轮与齿轮盘相啮合，在支撑杆顶端固连一U形支架，U形支架的两自由端分别与活动卡装在一风扇两侧侧壁上的万向法兰齿合盘相连，风扇、调整电机分别经导线与控制装置相连。
3.根据权利要求2所述的一种水土流失测定用实验平台，其特征在于：所述喷淋装置包括连通设置在托盘上方水管下的一竖管，竖管底端水平连通设有一横管，在每个横管底部间隔设有若干个与横管连通设置的喷淋头，在横管顶部间隔设有若干根与竖管相连的固定杆。
4.根据权利要求3所述的一种水土流失测定用实验平台，其特征在于：所述流沙装置包括对应设置在托盘上方水管下的一漏斗，在漏斗的流出口水平设有一播轮，播轮转轴的一端活动卡接在漏斗侧壁上，另一端穿出漏斗侧壁与设置在漏斗外侧壁上的伺服电机相连，伺服电机通过导线与控制装置相连。
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