CN112394022A - 模拟不同坡度下的降雨装置 - Google Patents
模拟不同坡度下的降雨装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112394022A CN112394022A CN202011298676.5A CN202011298676A CN112394022A CN 112394022 A CN112394022 A CN 112394022A CN 202011298676 A CN202011298676 A CN 202011298676A CN 112394022 A CN112394022 A CN 112394022A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rainfall
- box
- box body
- water supply
- simulation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000008399 tap water Substances 0.000 abstract description 7
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 abstract description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000013383 initial experiment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/002—Test chambers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于一种在不同坡度情况下模拟降雨装置包括:降雨系统和坡度控制系统；降雨系统包括支架，供水管道和降水管，支架的顶部固定有降水管，降水管与供水管道连接，供水管与自来水管相连接，供水管上设置有压力泵和计量泵，降水管上固定有喷头；坡度控制系统包括升降仪器和箱体，箱体一端为固定端，另一端为自由端，箱体内设置径流小区，箱体底下用升降仪器支撑，可调节不同坡度，在箱体的末端安装一个收集箱，以便收集土壤侵蚀量。该装置结构简单，可自行组装加工制作而成。采用本发明可研究不同坡度下径流小区对不同降雨强度和不同降雨量下土壤侵蚀的影响。
Description
本发明属于土壤侵蚀领域，具体涉及一种在不同坡度下模拟降雨的装置。
背景技术
水土流失是中国主要环境问题之一，严重影响中国的生态环境建设和社会经济建设。研究土壤侵蚀生态过程发生的潜在可能性及其程度是国内外学者一直重视的课题。黄土高原是中国乃至世界上水土流失最严重的地区。一方面是由黄土高原特殊的自然因素所引起的，另一方面是人类的不合理运动导致了水土流失的加剧。了解地形因子和降雨因子的变化对区域土壤侵蚀影响程度，对区域治理和有关决策有着及其重要的参考价值。
土壤侵蚀是土壤及其母质在外营力作用下，被破坏、分离、搬运和沉积的过程；剧烈的土壤侵蚀使得土壤的表土层随径流流走，土壤中的营养物质大量流失，导致土壤肥力下降，土壤利用率下降以及生态环境恶化。降雨会加速这种土壤侵蚀的过程。坡面是土壤侵蚀发生的基本单元，流域是水土保持的基本单元。雨滴打击可直接分散土壤颗粒，可以通过改变径流能量影响土壤分离过程。掌握土壤流失量的动态变化，揭示其发生发展规律，提出水土保持措施及相关对策，对优化配置水土保持措施，保护水土资源具有重要意义。随着认识的深人和社会需求的变化，从对土壤侵蚀现象与影响因子的描述，拓展到对土壤侵蚀过程、预报模型、水保措施防蚀机理及其适应性的研究，并逐步延伸至面源污染、物质循环与全球变化等科学问题。
因此，本发明目标是是通过模拟不同坡度情况下降雨对土壤侵蚀的影响，揭示坡面和流域尺度上土壤侵蚀过程发生发展规律。
发明内容
本发明为了判断坡度和降雨对土壤侵蚀的影响，设计了一种不同坡度情况下模拟降雨装置，该装置系统结构简单，可自行组装加工制作而成。更重要的是，采用本发明可研究不同坡度情况下径流小区在不同降雨强度和不同降雨量耦合作用下的响应，以此提出土壤侵蚀的影响因素。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种研究在不同坡度情况下模拟降雨的装置，其特征在于，包括降水系统和坡度控制系统；所述的降水系统包括支架，供水管道和降水管，支架高度为 10m，支架的顶部固定有若干个横杆，横杆上固定有若干平行的降水管，降水管均固定于支架顶部横杆上的供水管连接，每个降水管固定有若干个喷头；供水管上固定有压力泵和计量泵，供水管与自来水管相连接，供水管、降水管、压力泵和计量泵组成了降水系统；
所述坡度控制系统包括升降仪器和箱体；箱体一端为固定端，另一端为自由端，箱体内设置径流小区；箱体底下用升降仪器支撑，可调节不同坡度，在箱体的末端安装一个收集箱，以便收集实验所产生的土壤侵蚀量。
作为优选，所述坡度升降器，压力泵和计量泵都可以通过遥控控制其大小，并通过显示屏记录各数值；
作为优选，收集桶收集每次实验所产生的土壤侵蚀并依次进行编号；
作为优选，所述降水系统包括支架，供水管道和降水管道；所述供水管道和自来水管道相连接；所述降水管道与供水管道连接，降水管道与喷头相连接，形成人工降雨系统；
附图说明
图1是一种研究在不同坡度情况下模拟降雨装置的系统结构组成示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-压力泵，2-计量泵，3-供水管道，4-降水喷头，5-降水管，6-箱体，7-坡度升降器，8-收集箱，9-支架，10-箱体固定端，11-箱体自由端
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的结构和工作原理进行完整性的解释说明。
如图1所示，本实施例提供的一种在不同坡度情况下模拟降雨的装置，包括压力泵1，计量泵2，供水管道3，降水管4，箱体6和支架9；
所述供水管道3和降水管4设置于所述箱体6的上方，所述供水管道3与自来水管相连接，且所述供水管道3上设置所述压力泵1和计量泵2；
所述压力泵1和计量泵2均由遥控控制其流量并通过显示屏记录相应的数值；
所述降水管5设置于所述箱体6的上方且与所述降水喷头4相连接；
所述箱体6上模拟径流小区，所述坡度升降器7在所述箱体6的正下方用以调节坡度值，所述坡度升降器7通过遥控控制并通过显示屏获得其值；
所述收集桶8处于箱体水流方向的下方，其特征在于，可用来收集每次实验产生的土壤侵蚀量，每次实验更换一次收集桶并对其进行编号；
该装置可模拟对不同坡度下、不同降雨量、不同雨强的径流小区进行实验，读取各显示屏的数值进行记录，并对收集桶内的土壤进行烘干称重。
实验有两种进行方式：
第一种是以坡度值为自变量，获得的土壤侵蚀为因变量：将坡度升降器设置为某一坡度值，打开自来水，使水流经过供水管道3，流经降水管道5向喷头4 供水形成人工降雨进行实验，记录下各遥控显示屏此时的数据和收集桶8内的土壤侵蚀量，并将此时收集桶8内的土壤侵蚀量记录为R-S**(**为此时的坡度值)；打开坡度升降器7使坡度值增加或者减少，通过遥控显示频记录坡度值，打开自来水使压力泵1和计量泵2设置的与初次实验的降雨数据保持一致，并以R- S**(**为此时的坡度值)进行编号；重复这样实验多次，多次调节坡度值，记录各坡度下的土壤侵蚀。
第二种是以降雨量为自变量，获得的土壤侵蚀为因变量：将坡度为固定值，将坡度升降器7设置为某一坡度值，打开自来水管，使水流经过供水管道3，降水管5向喷头4形成人工降雨进行实验，记录下此时压力泵1和计量泵2显示屏上的数据和收集桶8内的土壤侵蚀量，并将收集桶内的土塘侵蚀量以S-R**(** 为此实验下的计量泵2和压力泵1上的数值)；通过遥控控制水流量大小和压力大小，坡度值保持不变，并记录此时收集桶的土壤侵蚀量S-R**(**为此时的计量泵2和压力泵1上的数值)；重复多次实验，多次调整水流量和压力量，并记录每次实验下收集桶内的土壤侵蚀量。将每次实验下的土壤侵蚀量进行烘干，称重；分析不同坡度值下降雨量、雨强对土壤侵蚀的影响。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，包括降雨系统和坡度控制系统,其特征在于:所述的降雨系统包括支架，供水管道和降水管，支架的顶部固定有若干个横杆，横杆上固定有若干平行的降水管，降水管均固定于支架顶部横杆上的供水管连接，每个降水管固定有若干个喷头；供水管上固定有压力泵和计量泵，供水管与自来水管相连接，供水管、降水管、压力泵和计量泵组成了降雨系统，所述坡度控制系统包括升降仪器和箱体，箱体一端为固定端，另一端为自由端，箱体内设置径流小区，箱体底下用升降仪器支撑，可调节不同坡度，在箱体的末端安装一个收集箱，以便收集土壤侵蚀量。
2.根据权利要求1所述的一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于：供水系统设置于所述箱体的上方，且箱体的固定端与支架连接，自由端不与支架连接，便于调节坡度大小。所述箱体下方设置坡度升降仪器，其特征在于，调节器内设置电磁控制阀，有效控制坡度的大小。所述箱体,其特征在于，模拟黄土高原沟壑纵横的径流小区。
3.根据权利要求1所述的一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于：收集箱与所述箱体相连接，用以收集因在不同坡度下降雨导致的土壤侵蚀量。
4.根据权利要求1所述的一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于：所述的供水管道内设置计量泵和压力泵。
5.根据权利要求1所述的一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于：所述计量泵，可以通过遥控控制水流量，控制雨量。
6.根据权利要求1所述的一种在不同坡度情况下模拟降雨装置，其特征在于：所述压力泵，可以通过遥控控制水的压力，控制雨强。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011298676.5A CN112394022A (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 模拟不同坡度下的降雨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011298676.5A CN112394022A (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 模拟不同坡度下的降雨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112394022A true CN112394022A (zh) | 2021-02-23 |
Family
ID=74606716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011298676.5A Pending CN112394022A (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 模拟不同坡度下的降雨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112394022A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114622606A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-14 | 胡利航 | 一种边坡降雨失稳试验模拟装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105223341A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-06 | 中电建路桥集团有限公司 | 一种便捷式实时监测水土流失模拟试验装置 |
| CN208654157U (zh) * | 2018-08-23 | 2019-03-26 | 南京林业大学 | 模拟降雨装置 |
| CN214224896U (zh) * | 2020-11-18 | 2021-09-17 | 安徽理工大学 | 模拟不同坡度下的降雨装置 |
| CN115047170A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-13 | 湖北工业大学 | 模拟地震、降雨共同作用下边坡路堤的模拟试验装置 |
-
2020
- 2020-11-18 CN CN202011298676.5A patent/CN112394022A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105223341A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-06 | 中电建路桥集团有限公司 | 一种便捷式实时监测水土流失模拟试验装置 |
| CN208654157U (zh) * | 2018-08-23 | 2019-03-26 | 南京林业大学 | 模拟降雨装置 |
| CN214224896U (zh) * | 2020-11-18 | 2021-09-17 | 安徽理工大学 | 模拟不同坡度下的降雨装置 |
| CN115047170A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-13 | 湖北工业大学 | 模拟地震、降雨共同作用下边坡路堤的模拟试验装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114622606A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-14 | 胡利航 | 一种边坡降雨失稳试验模拟装置 |
| CN114622606B (zh) * | 2022-03-24 | 2024-05-14 | 胡利航 | 一种边坡降雨失稳试验模拟装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104198344B (zh) | 风流‑雾滴‑粉尘三相介质耦合沉降的实验装置及方法 | |
| Patziger et al. | Influence of secondary settling tank performance on suspended solids mass balance in activated sludge systems | |
| CN101556269B (zh) | 地下水污染模拟槽 | |
| CN203011668U (zh) | 一种可调节坡度的矩形水槽模拟底泥侵蚀和传输特征的装置 | |
| CN104792945B (zh) | 一种堆石体冲刷模拟实验装置及实验数据采集方法 | |
| CN214224896U (zh) | 模拟不同坡度下的降雨装置 | |
| CN204435306U (zh) | 一种模拟尾矿坝生态护坡系统 | |
| De Keyser et al. | Combining multimedia models with integrated urban water system models for micropollutants | |
| CN114117952B (zh) | 水动力与基质相耦合的植被消长模型构建方法及装置 | |
| CN108596417A (zh) | 一种基于库容补偿法的梯级水库洪水资源化利用方法 | |
| CN102253180A (zh) | 土壤径流远程实时监测系统 | |
| CN112394022A (zh) | 模拟不同坡度下的降雨装置 | |
| Tang et al. | Theory and practice of hydrodynamic reconstruction in plain river networks | |
| Yang et al. | Exploration of the dynamic water resource carrying capacity of the Keriya River Basin on the southern margin of the Taklimakan Desert, China | |
| CN206168621U (zh) | 田间可控雨强模拟降雨装置 | |
| CN108867582B (zh) | 基于过饱和tdg对鱼类影响的梯级电站生态调度方法 | |
| CN115564238B (zh) | 一种基于水动力机制的小水库洪水预报调洪分析方法 | |
| CN101929996A (zh) | 模拟薄层水流装置 | |
| CN114742299B (zh) | 基于径流侵蚀功率的流域泥沙预报模型构建方法 | |
| CN116956763A (zh) | 一种基于调控下游退水闸的输水渡槽降水位增流方法 | |
| CN207348008U (zh) | 一种尾矿的堆坝或溃坝相似模型实验装置 | |
| CN106205340B (zh) | 矿井地表沟道流水溃水量实验平台 | |
| CN114924054A (zh) | 一种生态边坡室内改良模拟试验方法 | |
| CN201059094Y (zh) | 一种挡风组件、挡风抑尘墙、挡风装置和挡风抑尘装置 | |
| CN206713653U (zh) | 一种基于plc控制的精良农业微纳米气泡供给系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |