CN106908582A - 边坡生态修复模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种边坡生态修复模拟装置，包括支架和安装在支架上的可变坡度钢槽；所述可变坡度钢槽包括矩形的钢槽本体和坡度调节器；所述钢槽本体的前挡板设置有集流组件，所述集流组件包括上下相对设置的一对坡面径流集流槽和壤中流集流槽，在所述坡面径流集流槽上设置有坡面径流排水口，在所述壤中流集流槽上设置有壤中流排水口，在所述集流组件的前端开口处还设置有滤网。本发明可在模拟边坡冲刷实验时，分别收集坡面和壤中的径流和泥沙。

Description

边坡生态修复模拟装置
技术领域
本发明涉及边坡生态修复技术领域，具体涉及一种边坡生态修复模拟装置。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，公路、铁路、水利、矿山等开发建设项目在我国各地全面展开，在带来的巨大的经济利益的同时也带来了严峻的环境问题。其中，大型工程的基础建设不可避免的大开挖、大回填，留下了大量的裸露边坡。这些裸露边坡普遍存在水力侵蚀、风力侵蚀和局部的滑坡现象，不但造成了严重的水土流失、还因为这些裸露边坡的植被往往在很长的时间内都难以恢复，也造成与周围景观的不协调，并造成区域生态环境退化等问题。因此，掌握边坡生态修复技术，恢复环境成为这一区域的当务之急。
边坡生态修复的方式有很多，对不同类型边坡的修复方式也不一样，常用的主要有喷播法、植生带、植生袋、挂网固坡等。但不论哪种修复方式，都面临着如何保持坡面稳定，如何选择合适的植物品种问题。尤其是新型边坡修复技术的研发更需要一种简单易行的方案来进行验证。因此开发出一种边坡生态修复模拟装置具有重要的现实意义。
为了给生态修复技术的研发提供科学依据，定量的评价在不同坡度、下垫面、降雨等条件下的生态修复效果，需要一种裸露边坡生态修复模拟装置，结合人工模拟降雨实验，可以克服在野外实验费时费力，且天气因素不可控，成本高等缺点，缩短实验的周期，加快研究的进程。
中国发明专利说明书CN201310175388.4公开了一种路基边坡冲刷室内模拟试验装置，包括底座装置、挡板槽装置、坡度调节装置，底座装置与挡板槽装置通过活动铰链连接在一起，挡板槽装置可绕铰链自由转动，以实现在短期内在不同工况、不同降雨条件下获得大量路基边坡冲刷资料；但是该装置只能简单地模拟不同坡度的边坡，无法收集坡面和壤中的径流和泥沙，同一装置只有一个实验区，同一时间只能做一个种实验，并且实验的土壤或基材深度是固定的，不同深度的测量需要定制，功能单一，可扩展性弱。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种边坡生态修复模拟装置，以使模拟边坡冲刷实验时，可分别收集坡面和壤中的径流和泥沙。
本发明公开了一种边坡生态修复模拟装置，包括支架和安装在支架上的可变坡度钢槽；所述可变坡度钢槽包括矩形的钢槽本体和坡度调节器；所述钢槽本体的前挡板设置有集流组件，所述集流组件包括上下相对设置的一对坡面径流集流槽和壤中流集流槽，在所述坡面径流集流槽上设置有坡面径流排水口，在所述壤中流集流槽上设置有壤中流排水口，在所述集流组件的前端开口处还设置有滤网。
本发明可向钢槽本体装入试验用的土壤或基材，通过坡度调节器调节钢槽本体的坡度，以模拟不同坡度的边坡进行边坡模拟实验，在进行边坡冲刷模拟实验时，人工降雨装置对装有土壤的钢槽本体喷水，可以通过坡面径流集流槽收集坡面径流和泥沙，通过壤中流集流槽收集壤中流，以满足边坡冲刷模拟实验的需求，同时，在集流组件的前端开口处设置的滤网可防止枝叶或大颗粒的土壤直接进入集流组件而导致排水口堵塞，并可以防止土壤因重力作用而在无流水冲刷的情况下直接倾泻入集流组件。
进一步地，所述前挡板为可拆卸挡板，该前挡板配置有双孔前挡板和四孔前挡板两种类型；所述双孔前挡板设置有一个集流组件；所述四孔前挡板按照左右并排设置有两个集流组件；在所述钢槽本体上按照纵横分区设置有多条用于安装隔板的插槽；当纵向插槽安装有隔板时，所述钢槽本体分为左右两个实验区，所述四孔前挡板上的两个集流组件分别对应一个实验区设置。本发明配置有两种可更换的前挡板，当纵横插槽上均未安装隔板时，双孔前挡板安装在钢槽本体前侧，可做一个实验；当纵向插槽安装有隔板时，四孔前挡板安装在钢槽本体前侧，钢槽本体分为左右两个实验区，可同时做两个实验，横向插槽安装隔板时，可将钢槽本体分为多个实验区域，可同时进行多个实验，可扩展性强。
进一步地，在所述壤中流集流槽的槽口处设置有土壤高度调节板，该土壤高度调节板的两端设置有条形口并通过锁紧螺钉固定在所述前挡板上。土壤高度调节板高度可调节，钢槽本体装的土壤的高度与土壤高度调节板上侧齐平，可以适应不同深度的土壤(或基材)的试验。
进一步地，所述钢槽本体的底板上设置有沿钢槽本体纵向布置的多组防滑挡水部件，每组防滑挡水部件由多根独立的防滑挡水条按照V形或W形倾斜排列而成。防滑挡水条可增加土壤与钢槽本体底部的摩擦力并具有导水的作用。
进一步地，所述钢槽本体的侧壁上设置有用于固定挂网的固定件。固定件可用于固定不同的坡面基材材料和喷播基质，以满足实验需求。
进一步地，所述钢槽本体的左档板和右挡板均为透明玻璃板，在该透明玻璃板外的外侧均覆盖有可上下翻动的遮光板。翻开遮光板，可透过玻璃观察湿润锋和植物根系的生长情况，盖上遮光板，可防止外界光线影响植物根系的生长。
进一步地，在所述钢槽本体的左档板和右挡板上分别按照不同高度设置有观测孔。可通过观测孔直接测定不同深度土壤的含水量。
进一步地，所述坡度调节器的调节坡度为0～75°。坡度调节器的调节坡度为0～75°，可变坡度的范围广。
进一步地，所述坡度调节器包括坡度调节臂和固定杆，所述坡度调节臂的上端铰接在所述钢槽本体的底部，在所述坡度调节臂开设有多个坡度调节孔，在所述支架上设置定位孔，所述固定杆穿过定位孔和相应高度的坡度调节孔对坡度调节臂进行定位。采用这样的固定支撑方式，支撑的稳定性高，安全性好，可支撑钢槽本体在0～75°坡度范围内变化。
进一步地，所述支架设置有脚轮，其中位于支架后侧的两个脚轮为刹车轮。支架设置有脚轮，移动方便，并可通过后侧的两个刹车轮刹车固定。
本发明的有益效果是：可分别收集坡面和壤中的径流和泥沙；可同时进行多个实验，可扩展性强；可适应不同深度的土壤(或基材)的试验；可变坡度的范围广，支撑的稳定性高，安全性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的双孔前挡板分解结构示意图；
图3为本发明实施例的四孔前挡板分解结构示意图；
图4为本发明实施例的钢槽本体分解结构示意图；
图5为本发明实施例的支架结构示意图；
图6为本发明实施例的起重器结构示意图。
附图中，1表示支架；11表示定位孔；12表示脚轮；2表示钢槽本体；21表示集流组件；211表示坡面径流集流槽；212表示壤中流集流槽；213表示坡面径流排水口；214表示壤中流排水口；22表示滤网；23表示土壤高度调节板；24表示插槽；25表示隔板；26表示挡水条；27表示挂网固定件；28表示透明玻璃板；281表示遮光板；282表示观测孔；3表示坡度调节器；31表示坡度调节臂；32表示固定杆；33表示坡度调节孔；4表示起重器；41表示起重架；42表示手拉葫芦。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本实施例公开了一种边坡生态修复模拟装置，如图1至图4所示，包括支架1和可变坡度钢槽，可变坡度钢槽包括矩形的钢槽本体2和坡度调节器3，钢槽本体2以可翻转的方式铰接于支架1，坡度调节器3支撑于支架1和钢槽本体2之间用于调整钢槽本体2的翻转角度并对钢槽本体2进行定位。
参照图1至图3，钢槽本体2的前挡板为可拆卸的挡板，前挡板设置有集流组件21，集流组件21包括上下相对设置的一对坡面径流集流槽211和壤中流集流槽212，在坡面径流集流槽211上设置有坡面径流排水口213，在壤中流集流槽212上设置有壤中流排水口214，这样，通过坡面径流集流槽211收集坡面径流和泥沙，通过壤中流集流槽212收集壤中流，以满足边坡冲刷模拟实验的需求。同时，在集流组件21的前端开口处还设置有滤网22，可防止枝叶或大颗粒的土壤直接进入集流组件21而导致排水口堵塞，并可以防止土壤因重力作用而在无流水冲刷的情况下直接倾泻入集流组件21。在壤中流集流槽212的槽口处设置有土壤高度调节板23，该土壤高度调节板23的两端设置有条形口并通过锁紧螺钉固定在前挡板上，调节土壤高度调节板23并螺钉固定，钢槽本体2装的土壤的高度与土壤高度调节板23上侧齐平，可以适应不同深度的土壤(或基材)的试验。
前挡板配置有双孔前挡板和四孔前挡板两种类型；双孔前挡板设置有一个集流组件21(如图2所示)；四孔前挡板按照左右并排设置有两个集流组件21(如图3所示)；在钢槽本体2上按照纵横分区设置有多条用于安装隔板25的插槽24；当纵向插槽24安装有隔板25时，钢槽本体2分为左右两个实验区，四孔前挡板上的两个集流组件21分别对应一个实验区设置，当纵横插槽24上均未安装隔板25时，双孔前挡板安装在钢槽本体2前侧，可做一个实验；当纵向插槽24安装有隔板25时，四孔前挡板安装在钢槽本体2前侧，钢槽本体2分为左右两个实验区，可同时做两个实验，横向插槽24安装隔板25时，可将钢槽本体2分为多个实验区域，可同时进行多个实验，可扩展性强。
钢槽本体2的底板上设置有沿钢槽本体2纵向布置的多组防滑挡水部件，每组防滑挡水部件由多根独立的防滑挡水条26按照V形或W形倾斜排列而成，可增加土壤与钢槽本体2底部的摩擦力并具有导水的作用。钢槽本体2的侧壁上设置有用于固定挂网的固定件27，可用于固定不同的坡面基材材料和喷播基质。
参照图1和图4，钢槽本体2的左档板和右挡板均为透明玻璃板28，在该透明玻璃板28外的外侧均覆盖有可上下翻动的遮光板281，遮光板281通过合页连在钢槽本体2上，翻开遮光板281，可透过玻璃观察湿润锋和植物根系的生长情况，盖上遮光板281，可防止外界光线影响植物根系的生长；遮光板281外设置有坡度尺，左档板和右挡板上分别按照不同高度设置有观测孔282，可通过观测孔282直接测定不同深度土壤的含水量。
坡度调节器3包括坡度调节臂31和固定杆32，坡度调节臂31的上端铰接在钢槽本体2的底部，在坡度调节臂31开设有多个坡度调节孔33，相邻坡度调节孔33之间的梯度为5°，可调节坡度范围为0～75°，在支架1上设置定位孔11，固定杆32穿过定位孔11和相应高度的坡度调节孔33对坡度调节臂31进行定位，调整坡度时，吊起钢槽本体2并用固定杆32固定即可，支撑结构的稳定性高，安全性好，钢槽本体2坡度范围内变化大。
参照图1和图5，支架1设置有脚轮12，移动方便，其中位于支架1后侧的两个脚可通过后侧的两个刹车轮刹车固定。
参照图6，用于起吊钢槽本体的起重器4包括起重架41和挂在起重架41上的手拉葫芦42，起重架41设置有脚轮12，移动方便，其中位于起重架41后侧的两个脚可通过后侧的两个刹车轮刹车固定。
使用时，首先，根据实验需求划分实验区域并选择双孔前挡板和四孔前挡板，将选择的前挡板安装在钢槽本体2上；根据实验土壤深度调节土壤高度调节板23高度并拧紧固定螺钉将土壤高度调节板23固定在前挡板上，向钢槽本体2中装入试验用的土壤或基材并夯实，高度与前挡板的土壤高度调节板23的上侧齐平；将钢槽本体2推到起重器4下方，或者将起重器4推倒钢槽本体2的上方，将手拉葫芦42的起重挂钩挂在钢槽本体2的后侧，拉动手拉葫芦42的链子，吊起钢槽本体2，并调整到适宜的坡度，坡度调节固定杆32穿过定位孔11和相应高度的坡度调节孔33对坡度调节臂31进行定位；将钢槽本体2推到人工降雨装置的下方，然后用塑料管连接排水口和径流泥沙收集装置；钢槽本体2接纳降雨后，侵蚀产生的径流和泥沙，通过集流槽和排水管后进入径流泥沙收集装置。在实验中可以打开遮光板281，透过玻璃挡板观察湿润锋的移动，并可以拔掉观测孔282上的塞子，用便携式土壤水份速测仪直接测定含水量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种边坡生态修复模拟装置，其特征在于：包括支架和安装在支架上的可变坡度钢槽；
所述可变坡度钢槽包括矩形的钢槽本体和坡度调节器；
所述钢槽本体的前挡板设置有集流组件，所述集流组件包括上下相对设置的一对坡面径流集流槽和壤中流集流槽，在所述坡面径流集流槽上设置有坡面径流排水口，在所述壤中流集流槽上设置有壤中流排水口，在所述集流组件的前端开口处还设置有滤网。
2.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述前挡板为可拆卸挡板，该前挡板配置有双孔前挡板和四孔前挡板两种类型；
所述双孔前挡板设置有一个集流组件；
所述四孔前挡板按照左右并排设置有两个集流组件；
在所述钢槽本体上按照纵横分区设置有多条用于安装隔板的插槽；
当纵向插槽安装有隔板时，所述钢槽本体分为左右两个实验区，所述四孔前挡板上的两个集流组件分别对应一个实验区设置。
3.根据权利要求1或2所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：在所述壤中流集流槽的槽口处设置有土壤高度调节板，该土壤高度调节板的两端设置有条形口并通过锁紧螺钉固定在所述前挡板上。
4.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述钢槽本体的底板上设置有沿钢槽本体纵向布置的多组防滑挡水部件，每组防滑挡水部件由多根独立的防滑挡水条按照V形或W形倾斜排列而成。
5.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述钢槽本体的侧壁上设置有用于固定挂网的固定件。
6.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述钢槽本体的左档板和右挡板均为透明玻璃板，在该透明玻璃板外的外侧均覆盖有可上下翻动的遮光板。
7.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：在所述钢槽本体的左档板和右挡板上分别按照不同高度设置有观测孔。
8.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述坡度调节器的调节坡度为0～75°。
9.根据权利要求8所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述坡度调节器包括坡度调节臂和固定杆，所述坡度调节臂的上端铰接在所述钢槽本体的底部，在所述坡度调节臂开设有多个坡度调节孔，在所述支架上设置定位孔，所述固定杆穿过定位孔和相应高度的坡度调节孔对坡度调节臂进行定位。
10.根据权利要求1所述的边坡生态修复模拟装置，其特征在于：所述支架设置有脚轮，其中位于支架后侧的两个脚轮为刹车轮。
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