CN107478806A - 一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置，该装置由集流系统（1）、过滤与收集系统（2）、支架（3）和流量监测器（4）组成，集流系统（1）为圆柱型或长方型的集流管道，过滤与收集系统（2）由上层尼龙网、中层海绵层和底层尼龙圈三部分组成；集流系统（1）连接过滤与收集系统（2），过滤与收集系统（2）装在支架（3）上，流量监测器（4）通过管道（5）连接在过滤与收集系统（2）的底部。本发明具有成本较低、泥沙接收效果好、水流量计量密度高、稳定性高、使用方便的特点，可以满足喀斯特地区对地下土壤流失样本收集的需要。

Description

一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置
技术领域
本发明涉及一种地下泥沙监测及接收装置，尤其是一种针对地下裂隙与岩溶洞穴所导致水土流失的喀斯特地下泥沙监测及接收装置。
背景技术
水土资源是地球上宝贵的资源。在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀和水土损失，称为水土流失。而水土的流失导致石漠化的演变。为了进一步研究地下土壤流失的机理过程，因此国内外研究学者需要收集土壤流失样本。目前，收集地下土壤流失样本的技术装置不够完善，基本上是用水桶或者简陋的容器放置在地下裂隙下方收集流失的土壤样本，在地下环境复杂的情况下，这些泥沙接收装置的接收效果并不是很好，比如在岩溶洞穴中，雨季地下河流水位上涨或水流冲刷会把接收装置冲走，地下裂隙下方的地面凹凸不平或者陡峭导致无法安置，而且接收装置把流失的水体也接收在其中，导致提取流失土壤样本困难等情况，流失水与流失土壤无法分离接收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置，该装置具有成本较低、泥沙接收效果好、水流量计量密度高、稳定性高、使用方便的特点，从而满足喀斯特地区对地下土壤流失样本收集的需要。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置，该装置由集流系统、过滤与收集系统、支架和流量监测器组成，集流系统为圆柱型或长方型的集流管道，过滤与收集系统由上层尼龙网、中层海绵层和底层尼龙圈三部分组成；集流系统连接过滤与收集系统，过滤与收集系统装在支架上，流量监测器通过管道连接在过滤与收集系统的底部，支架连接在集流系统、过滤与收集系统的底部作为基座支撑集流系统和过滤与收集系统。
上述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，优选的，所述的集流系统是由PVC水管制成的集流管道，集流管道的数量为2根以上，呈对称设置；在集流管道上装有孔径小于200目的尼龙网。
前述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，优选的，所述的支架为不锈钢框架，支架整体可以折叠和拆卸，支架上部为水平倾斜度为3～6度的支座，用于支撑集流管道；支架中部为圆柱形容器和两根不锈钢底托，用于支撑过滤与收集系统；支架底部为3根长度为50cm～100cm的不锈钢可调节脚架。
前述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，优选的，所述的流量监测器为金属制成的监测水流量的流量表，流量表身直径为15cm、厚度为5cm，流量表内装有8片隔扇，将流量表内空间划分为8个栅格，每个栅格蓄水容量220mL，当栅格蓄满水后隔扇自动顺时针旋转，通过计量流量表转动的圈数计算水流量。
本发明有益效果：与现有技术相比，本发明有以下特点：
1、接收泥沙功能。本发明的集流系统能根据地下裂隙的具体位置来调整自身的角度与高度，提高泥沙与水体的接受效率，并且接收内容广泛，无论裂隙流出的是水滴、水流或是泥沙，集流系统都能平稳的对其进行接收，具有成本较低，效率较高，稳定性强等特点。
2、针对性土壤接收功能。本发明的特点就在于过滤与收集系统，系统由上层尼龙网（小于200目）、中层海绵层、底层尼龙圈三部分组成。集流系统将水体导入到过滤与收集系统中，上层的尼龙网能将水体中粒度较大的泥沙筛选出来，水体到了海绵层时会筛选出粒度较小的土壤，而水体将自然的排出系统，这样就能把水体中的泥沙以及碳酸钙沉淀保留下来，需要取样时可以把过滤与收集系统拆卸下来，直接将泥沙带回实验室进行烘干称重，便于对地下裂隙所流失的泥沙进行收集与取样。
3、稳定性强。本发明的支架为3根长度为50cm～100cm的不锈钢可调节脚架，能改变角度和长度，可以根据恶劣的地下环境，如地下水位上涨、地下河流冲刷以及地面崩石较多等特殊情况进行调节，牢固的支撑整个装置，增强装置的稳定性，能在地下环境恶劣情况下正常工作，并且集流系统与支架都能拆卸，在野外环境中便于携带与安置，提高工作效率。
4、能自动监测裂隙水流量。本发明的流量监测器为直径15cm、厚度5cm的圆形装置，内装8片隔扇，将内部空间等分为8个栅格，每个栅格蓄水容量220mL，当栅格蓄满水后隔扇将自动顺时针旋转，通过计量流量表转动的圈数来计算水流量，无需容器接纳，不会出现溢满现象。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的集流系统结构示意图；
图3是本发明的支架结构示意图；
图4是本发明的流量监测器结构示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，由集流系统1、过滤与收集系统2、支架3和流量监测器4组成，集流系统1、过滤与收集系统2安装在支架3上，集流系统1连接过滤与收集系统2，过滤与收集系统2装在支架3上，流量监测器4通过管道5连接在过滤与收集系统2的底部，管道5用于将过滤与收集系统2过滤后的水体导入到流量监测器4中进行水流量监测。支架3连接在集流系统1、过滤与收集系统2的底部作为基座支撑集流系统1和过滤与收集系统2。整个装置放在喀斯特地下洞穴中的裂隙下方接收泥沙，集流系统1将泥沙或水体导入到过滤与收集系统2中，对泥沙与水体进行过滤并收集，过滤与收集系统2可以拆卸，可以过滤掉水体，能接收55.5%的流失出来的泥沙，可直接带回实验室对收集到的土壤进行烘干称重。集流系统1与支架3都能拆卸，可以根据野外实地需求调节长度与角度，尤其在喀斯特地区底下洞穴中，地面崩石较多且陡峭，雨季地下河水位较高，此装置能在地下环境恶劣情况下正常工作，在野外环境中便于携带与安置。过滤与收集系统2直径为15cm～20cm，高为10cm，由上层尼龙网、中层海绵层和底层尼龙圈三部分组成，上层尼龙网的孔径小于200目，可以过滤掉水份并有效接收泥沙成分，中层海绵层可以接收更细小的泥沙，过滤与收集系统2不仅能把水体过滤掉，将水体中的泥沙以及碳酸钙沉淀保留下来，直接带回实验室烘干称重，并且便于对泥沙及沉淀物的取样。
如图2所示，集流系统1是由PVC水管制成的集流管道，集流管道形状可以为圆柱型或长方型根据具体排水或流沙点的情况而定，集流管道厚度为0.2～0.5cm，口径直径为10cm～20cm，总直径为10.5cm～20.5cm，长度为50～80cm。在集流管道上装有孔径小于200目的尼龙网6；集流管道数量为2根（也可以是多根），呈对称设置。
如图3所示，支架3为不锈钢框架，支架3整体可以折叠和拆卸，在野外便于携带与安置，利于地下裂隙中收集与取样。支架3上部为两根水平倾斜度为3～6度的支座7，用于支撑集流管道；支架3中部为圆柱形容器8和两根不锈钢底托9，用于支撑过滤与收集系统2，支架3底部为三根长度为50cm～100cm的不锈钢可调节脚架10，脚架10可以改变角度和长度，在特殊地下环境中能牢固支撑整个装置。
如图4所示，流量监测器4为金属制成的监测水流量的流量表,流量表身直径为15cm、厚度为5cm，流量表内装有8片隔扇，将内部空间划分为8个栅格，每个栅格蓄水容量220mL，当栅格蓄满水后隔扇将自动顺时针旋转，通过计量流量表转动的圈数来计算水流量。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种喀斯特地下泥沙监测及接收装置，其特征在于：该装置由集流系统（1）、过滤与收集系统（2）、支架（3）和流量监测器（4）组成，集流系统（1）为圆柱型或长方型的集流管道，过滤与收集系统（2）由上层尼龙网、中层海绵层和底层尼龙圈三部分组成；集流系统（1）连接过滤与收集系统（2），过滤与收集系统（2）装在支架（3）上，流量监测器（4）通过管道（5）连接在过滤与收集系统（2）的底部，支架（3）连接在集流系统（1）、过滤与收集系统（2）的底部作为基座支撑集流系统（1）和过滤与收集系统（2）。
2.根据权利要求1所述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，其特征在于：所述的集流系统（1）是由PVC水管制成的集流管道，集流管道的数量为2根以上，呈对称设置；在集流管道上装有孔径小于200目的尼龙网（6）。
3.根据权利要求1所述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，其特征在于：所述的支架（3）为不锈钢框架，支架（3）整体可以折叠和拆卸，支架（3）上部为水平倾斜度为3～6度的支座（7），用于支撑集流管道；支架（3）中部为圆柱形容器（8）和两根不锈钢底托（9），用于支撑过滤与收集系统（2）；支架（3）底部为3根长度为50cm～100cm的不锈钢可调节脚架（10）。
4.根据权利要求1所述的喀斯特地下泥沙监测及接收装置，其特征在于：所述的流量监测器（4）为金属制成的监测水流量的流量表，流量表身直径为15cm、厚度为5cm，流量表内装有8片隔扇，将流量表内空间划分为8个栅格，每个栅格蓄水容量220mL，当栅格蓄满水后隔扇自动顺时针旋转，通过计量流量表转动的圈数计算水流量。
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