CN202041524U - 浑水冲刷模拟试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浑水冲刷模拟试验设备，涉及水土保持仪器设备领域。该浑水冲刷模拟试验设备包括：冲刷板以及供水桶；其特征在于，该设备还包括：水流分散装置以及流量控制装置；所述水流分散装置可沿所述冲刷板表面滑动地设置在所述冲刷板上，且所述水流分散装置通过导管与所述供水桶相连，所述流量控制装置设置在所述水流分散装置与所述供水桶连接的导管上。本实用新型所述浑水冲刷模拟试验设备，通过设置流量控制装置，可以精确控制冲刷浑水的流量，并可以在一定范围内线性调节该流量；通过上下滑动所述水流分散装置，可以在一定范围内对进入土槽的冲刷浑水的流速进行线性调节。该试验设备便于试验操控和数据获取。

Description

浑水冲刷模拟试验设备

技术领域

本实用新型涉及水土保持仪器设备领域，特别涉及一种浑水冲刷模拟试验设备。

背景技术

我国现有水土流失面积485万平方公里，占国土总面积的51％，年均流失土壤45亿吨，造成的经济损失占GDP总量的2.3％。不仅如此，水土流失还携带大量农业化学物质(氮、磷、杀虫剂、除草剂等)进入水体，引发包括水体富营养化在内的一系列环境污染问题。严重的水土流失和农业面源污染致使地力衰退、灾害频发、河库淤积、水质恶化、水资源短缺，极大制约了资源环境的可持续利用与社会经济的可持续发展，是我国当前面临的重要生态环境问题之一。

研究水土流失和农业面源污染的发生过程与发生机理是对其进行防治的前提，而冲刷试验和冲刷装置是对其进行定量研究的主要方法和基本工具。然而，由于水土流失和农业面源污染的过程较为复杂、影响因素较多，为了更为准确的模拟和研究冲刷过程，大多数冲刷试验均将冲刷土壤坡度和坡长、冲刷径流流速和流量、冲刷径流中污染物种类(氮、磷、杀虫剂、除草剂等)以及浓度和形态(溶解态、颗粒态、颗粒大小等)等因素纳入试验设计，这些因素的纳入对冲刷试验装置的结构、功能以及稳定性提出了更高的要求。现有的浑水冲刷模拟试验设备，设计过程考虑到的试验影响因素单一，导致试验结果和实际情况偏差较大。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能够对冲刷浑水的流量和流速进行综合控制的浑水冲刷模拟试验设备。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种浑水冲刷模拟试验设备，其包括：冲刷板200以及供水桶500；

该设备还包括：水流分散装置300以及流量控制装置400；

所述水流分散装置300可沿所述冲刷板200表面滑动地设置在所述冲刷板200上，且所述水流分散装置300通过导管600与所述供水桶500相连，所述流量控制装置400设置在所述水流分散装置300与所述供水桶500连接的导管600上。

优选地，该设备还包括：土槽100、搅拌桶700和水泵800；

所述土槽100和冲刷板200可拆卸连接；

所述供水桶500、水泵800和搅拌桶700依次通过所述导管600连接在一起。

优选地，所述水流分散装置300包括大圆柱体301和小圆柱体302，所述小圆柱体302嵌套在所述大圆柱体301内。

优选地，所述大圆柱体301和小圆柱体302均内部中空且两端封闭；

所述大圆柱体301和小圆柱体302的下部均匀开孔。

优选地，所述小圆柱体302的上部中间位置设进水口303，所述导管600穿过所述大圆柱体301的上部，并且连接所述进水口303和流量控制装置400。

优选地，所述冲刷板200呈U型，下端设有用于与所述土槽100相连的固定装置，两个侧端设有与所述水流分散装置300滑动连接的挡沿。

优选地，所述土槽100为一上开口箱体，其包括底封板、相对的侧上封板和侧下封板，以及相对的侧前封板和侧后封板；

所述底封板上均匀开孔；

所述侧上封板上沿和侧下封板上沿与所述冲刷板200在同一平面；

所述侧下封板连接一个汇流口；

所述侧前封板和侧后封板的上沿设置有挡沿。

优选地，所述土槽100的底封板上装有3对车轮：前轮、中轮和后轮；

其中，所述前轮和中轮为万向轮，后轮为定向轮。

优选地，所述供水桶500和搅拌桶700内装有搅拌器501，所述搅拌器501上设有多个扇叶5011。

优选地，所述流量控制装置400为一个流量计。

(三)有益效果

本实用新型的浑水冲刷模拟试验设备，通过设置流量控制装置，可以精确控制冲刷浑水的流量，并可以在一定范围内线性调节该流量；通过上下滑动所述水流分散装置，可以在一定范围内对进入土槽的冲刷浑水的流速进行线性调节。该试验设备便于试验操控和数据获取。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述浑水冲刷模拟试验设备的整体结构图；

图2是本实用新型实施例所述水流分散装置的结构图；

图3是本实用新型实施例所述大圆柱体和小圆柱体的剖视图；

图4是本实用新型实施例所述供水桶的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1是本实用新型实施例所述浑水冲刷模拟试验设备的整体结构图。如图1所示，该试验设备包括土槽100、冲刷板200，以及依次通过导管600连接的水流分散装置300、流量控制装置400、供水桶500、水泵800和搅拌桶700。所述导管600为PVC塑料软管。

所述土槽100为3mm厚不锈钢板焊接成的上开口的箱体，其大小为3.0m(长)×0.5m(宽)×0.55m(高)；其底封板上以3cm为间距均匀的设有孔径5mm的圆孔；其侧下封板连接一个楔形汇流口，其侧上封板与冲刷板200可拆卸连接，并且该侧上封板的上沿以及侧下封板的上沿与冲刷板200在同一平面；另外两个相对的侧前封板和侧后封板的上沿均设有挡沿，该挡沿与侧上封板的上沿相比，高出5cm。所述土槽100的底封板与地面之间夹角在0°～15°范围内可以调节，以便调节土槽100以及冲刷板200的坡度。所述土槽100的底封板上装有3对尼龙车轮：前轮、中轮和后轮。其中前轮和中轮为万向轮，后轮为定向轮，以便土槽100移动。土槽100按照试验设计装填土壤，装填高度50cm，即与所述侧上封板和侧下封板的上沿持平。

所述冲刷板200为2mm厚不锈钢板制成，呈U型结构，其长1.0m，宽0.5m，两个侧端设有5cm高的挡沿。所述冲刷板200通过其下端的固定装置与所述土槽100的侧上封板可拆卸式连接。

图2是本实用新型实施例所述水流分散装置300的结构图。如图2所示，所述水流分散装置300的主体由两个半径不同，内部中空并且两端封闭的圆柱体套接而成。两个圆柱体的长度均为0.5m(两个圆柱体的长度也可以不同，但两者长度相同时效果更好)，制造材料均为1mm厚钢板。其中，大圆柱体301的直径为4cm，小圆柱体302的直径为3cm，小圆柱体302嵌套在大圆柱体301中。所述水流分散装置300与地面呈水平设置，其与所述冲刷板200的挡沿滑动连接，以沿挡沿在冲刷板200上滑动，进而通过滑动所述水流分散装置300调整流过冲刷板200的水流的流速。所述两个圆柱体套接后，在所述小圆柱体302的上部中间位置设有孔径为2cm的进水口303，该进水口303通过穿过所述大圆柱体301上部的导管600连接所述流量控制装置400。

图3是本实用新型实施例所述大圆柱体301和小圆柱体302的剖视图。如图3所示，在所述大圆柱体301和小圆柱体302的下半部以1cm为间距均匀的设有直径为3mm的圆孔，构成筛网。所述水流分散装置300将流量控制装置400内流出的水流，通过两层筛网的分散作用，将分散的水流均匀流至整个冲刷板200，以保证冲刷水流的均匀度和分散度。

所述流量控制装置400为一个流量计，其安装于供水桶500的出水端以测定和控制流量。由于水流中携带有泥沙等颗粒状污染物，因此在试验前需对该流量计的读数进行校正。

图4是本实用新型实施例所述供水桶500的结构图。如图4所示，所述供水桶500为由2mm厚不锈钢板制成的圆柱状水桶，其高1.0m，直径0.6m，该水桶中装有搅拌器501，搅拌器501上焊接有6个扇叶5011，可以有效防止在试验过程中水中的污染物沉降。所述搅拌桶700的结构与所述供水桶500相同。

浑水冲刷模拟试验过程中，径流与给定浓度的污染物在搅拌桶700中混合均匀，经水泵800由导管600抽至位于一定高度的供水桶500中，经流量控制装置400以一定的流量进入水流分散装置300，在水流分散装置300的作用下均匀分散在冲刷板200上并向下流动，经过一定距离的流动后，水流以一定流速进入土槽100，水流在土槽100上进行冲刷后进入土槽底端并从汇流口流出。

本实用新型实施例所述浑水冲刷模拟试验设备的上述限定参数均为本实施例的优选参数，但本实用新型方案并不限于此。

本实用新型实施例所述浑水冲刷模拟试验设备，通过设置流量控制装置400，可以精确控制冲刷浑水的流量，并可以在一定范围内线性调节该流量，便于试验操控和数据获取。通过上下滑动所述水流分散装置300，可以在一定范围内对进入土槽100的冲刷浑水的流速进行线性调节，便于试验操控和数据获取。通过对所述水流分散装置300设置两层筛网，可以保证冲刷水流均匀分散，避免水流不分散导致的试验误差。通过调节土槽100的坡度，可以研究不同坡度对试验的影响。所述土槽100与冲刷板200可拆卸连接，因此可以更换多种规格的土槽100，以及在土槽100中设置不同的水土保持措施，可以用于多种目的的试验研究。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种浑水冲刷模拟试验设备，其包括：冲刷板(200)以及供水桶(500)；

其特征在于，该设备还包括：水流分散装置(300)以及流量控制装置(400)；

所述水流分散装置(300)可沿所述冲刷板(200)表面滑动地设置在所述冲刷板(200)上，且所述水流分散装置(300)通过导管(600)与所述供水桶(500)相连，所述流量控制装置(400)设置在所述水流分散装置(300)与所述供水桶(500)连接的导管(600)上。

2.如权利要求1所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，该设备还包括：土槽(100)、搅拌桶(700)和水泵(800)；

所述土槽(100)和冲刷板(200)可拆卸连接；

所述供水桶(500)、水泵(800)和搅拌桶(700)依次通过所述导管(600)连接在一起。

3.如权利要求2所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述水流分散装置(300)包括大圆柱体(301)和小圆柱体(302)，所述小圆柱体(302)嵌套在所述大圆柱体(301)内。

4.如权利要求3所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述大圆柱体(301)和小圆柱体(302)均内部中空且两端封闭；

所述大圆柱体(301)和小圆柱体(302)的下部均匀开孔。

5.如权利要求3所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述小圆柱体(302)的上部中间位置设进水口(303)，所述导管(600)穿过所述大圆柱体(301)的上部，并且连接所述进水口(303)和流量控制装置(400)。

6.如权利要求2所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述冲刷板(200)呈U型，下端设有用于与所述土槽(100)相连的固定装置，两个侧端设有与所述水流分散装置(300)滑动连接的挡沿。

7.如权利要求2所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述土槽(100)为一上开口箱体，其包括底封板、相对的侧上封板和侧下封板，以及相对的侧前封板和侧后封板；

所述底封板上均匀开孔；

所述侧上封板上沿和侧下封板上沿与所述冲刷板(200)在同一平面；

所述侧下封板连接一个汇流口；

所述侧前封板和侧后封板的上沿设置有挡沿。

8.如权利要求7所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述土槽(100)的底封板上装有3对车轮：前轮、中轮和后轮；

其中，所述前轮和中轮为万向轮，后轮为定向轮。

9.如权利要求2所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述供水桶(500)和搅拌桶(700)内装有搅拌器(501)，所述搅拌器(501)上设有多个扇叶(5011)。

10.如权利要求1所述的浑水冲刷模拟试验设备，其特征在于，所述流量控制装置(400)为一个流量计。

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