CN203824856U - 一种原位测定土壤抗冲性装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测定土壤原位测定抗冲性的装置，尤其是一种操作方便、测定准确、适用于野外不同条件下、不同土壤原位测定其抗冲性的土壤侵蚀试验的装置，它包括由可调冲刷试验小区、供水装置和自动化监测装置，可调冲刷试验小区的上部设有三角堰，下部设有径流和泥沙采集设施。可调冲刷试验小区连接流速测定仪和探针，可实现水层厚度、流速、流量的监测。本实用新型结构简单，操作方便，可很好地实现土壤抗冲性的原位测定，不受土壤类型和地形等因素的限制。同时，可通过监测装置，自动获得水层厚度、流速、流量、径流量等参数，自动化程度较高。

Description

一种原位测定土壤抗冲性装置

技术领域

本实用新型涉及一种测定土壤原位测定抗冲性的装置，尤其是一种操作方便、测定准确、适用于野外不同条件下、不同土壤原位测定其抗冲性的土壤侵蚀试验的装置。

背景技术    

土壤的抗冲性是土壤抵抗径流对其机械破坏和推动下移的性能，是评价土壤侵蚀严重程度的重要指标之一。20世纪50年代，土壤抗冲性由朱显谟院士提出。目前，报道的测定方法主要包括：静水崩解法、原状土冲刷槽法、野外实地放水冲刷法、径流小区资料分析法等，原状土冲刷槽法使用居多。之前我们设计的专利ZL 201020124224.0公开了一种改进的土壤冲刷试验装置，包括支架、冲刷槽、盛土装置、探针、流速测定装置及供水装置，实现不同流量、不同坡度等条件下冲刷性的测定。在后续推广应用中发现，土壤抗冲性很大程度上依赖于采集土样的原状性和代表性，仍不能较好地反映土样实际的抗冲性，且受限于采集的小块土壤测定。因此，迫切需要原位土体测定装置。目前，国内外研发的相关试验设备，主要存在以下问题：（1）受限于采集土体的大小及其原状性；（2）测试精度及自动化程度较低；（3）测定费时、费工。

发明内容

本实用新型正是针对以上技术问题，提供一种操作方便、测定准确、适用于野外不同条件下、不同土壤原位测定其抗冲性的土壤侵蚀试验的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置。

本发明的技术方案为：

一种土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，该装置包括可调冲刷试验小区、供水装置和自动监测装置，所述的可调冲刷试验小区的顶部设置三角堰，底部设置径流量和泥沙量采集装置，可调冲刷试验小区与三角堰、径流和泥沙采集装置连接为一体。可调冲刷试验小区两侧每隔20cm对称设有卡槽，两卡槽间布设流速仪与测针，流速仪与测针通过传感器连接到电脑，通过蓄电池供电，实现数据的实时采集，用以自动监测试验小区的水层厚度和流速，为土壤抗冲性水力计算提供参数。所述的供水装置包括支架、供水水箱和受水水箱，供水水箱与受水水箱均置于支架上，在所述的支架上设置调节阀，可通过可调支架调节不同高度，满足不同的实验条件，供水水箱和受水水箱通过连通器连通，受水水箱与可调冲刷试验小区中的三角堰连接，可调冲刷试验小区中的流速仪与测针通过数据线与传感器与自动化监测装置中的计算机连接。

供水水箱置于支架上，通过调节阀可调节高度，以满足不同水头的供水，在供水水箱和受水水箱之间设置水阀和水压表，通过水阀和水压表控制不同流量供水。受水水箱也置于支架上，通过水阀和水压表实现向三角堰供水，水量可通过连通器显示。通过供水水箱和受水水箱联合作用，可以实现水量在0.03 L/min-5.0 L/min 范围内试验研究。通过受水水箱引水到三角堰，然后输入冲刷试验小区。本土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置通过双水箱保证其供水量、流量和定水头。所述的可调冲刷试验小区是指用钢板自行组装成的不同规格的冲刷试验小区，可调冲刷试验小区与可调冲刷试验小区之间通过延伸件连接，可以实现不同试验小区范围内土壤抗冲性的测定。所述的延伸件为钢板结构，钢板与钢板之间通过伸缩件连接。自动化监测装置中的计算机通过数据线和传感器与径流量和泥沙量采集装置连接，可对水量、流速、径流量、水层厚度数据实时进行采集，并直接导入计算机，自动化程度较高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（一）本试验装置可以较好地实现原位测定土壤抗冲性，解决了原有设备的采集的土样难以保证原状性和代表性的问题，不受土壤类型的影响和限制。

（二）可满足开展野外多条件下的试验研究。

（三）可对水量、流速、径流量、水层厚度数据同时进行采集，并直接导入计算机。

（四）结构简单，便于操作，易于推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1——可调冲刷试验小区、2——延伸件、3——三角堰、4——径流量和泥沙量采集装置、5——卡槽、6——流速仪、7——测针、8——供水水箱、9——支架、10——调节阀、11——水阀、12——水压表、13——受水水箱、14——连通器、15——数据线、16——传感器、17——计算机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

如图所示，一种土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，由可调冲刷试验小区、供水装置和自动化监测装置三部分组成。

可调冲刷试验小区与三角堰、径流和泥沙采集装置连接为一体。可调冲刷试验小区两侧每隔20cm对称设有卡槽，两卡槽间布设流速仪与测针，流速仪与测针通过传感器连接到电脑，通过蓄电池供电，实现数据的实时采集，用以自动监测试验小区的水层厚度和流速，为土壤抗冲性水力计算提供参数。所述的供水装置包括支架、供水水箱和受水水箱，供水水箱与受水水箱均置于支架上，在所述的支架上设置调节阀，可通过可调支架调节不同高度，满足不同的实验条件，供水水箱和受水水箱通过连通器连通，受水水箱与可调冲刷试验小区中的三角堰连接，可调冲刷试验小区中的流速仪与测针通过数据线与传感器与自动化监测装置中的计算机连接。

供水水箱置于支架上，通过调节阀可调节高度，以满足不同水头的供水，在供水水箱和受水水箱之间设置水阀和水压表，通过水阀和水压表控制不同流量供水。受水水箱也置于支架上，通过水阀和水压表实现向三角堰供水，水量可通过连通器显示。两个水箱之间通过水管连接，通过供水水箱和受水水箱联合作用，可以实现水量在0.03 L/min-5.0 L/min 范围内试验研究。通过受水水箱引水到三角堰，然后输入冲刷试验小区。本土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置通过双水箱保证其供水量、流量和定水头，其通过受水水箱实现。所述的可调冲刷试验小区是指用钢板自行组装成的不同规格的冲刷试验小区，可调冲刷试验小区与可调冲刷试验小区之间通过延伸件连接，可以实现不同试验小区范围内土壤抗冲性的测定。所述的延伸件为钢板结构，钢板与钢板之间通过伸缩件连接。自动化监测装置中的计算机通过数据线和传感器与径流量和泥沙量采集装置连接，可对水量、流速、径流量、水层厚度数据实时进行采集，并直接导入计算机，自动化程度较高。

可调冲刷试验小区由钢板和延伸件组成，通常可调范围：长度为1-3m，宽度为1-2m，通过延伸件控制； 

本实用新型结构简单，操作方便，可很好地实现土壤抗冲性的原位测定，同时可通过监测装置，自动获得水层厚度、流速、流量、径流量等参数，自动化程度较高。

可调冲刷试验小区由2mm钢板和延伸件组成，可调范围：长度为1-3m，宽度为1-2m，通过延伸件控制。钢板底部带有刃口，考虑到侧渗和冲刷水层厚度的影响，高度设定为20cm。同时，小区顶部设有开口端，上方设有三角堰，与小区顶部开口端相连接，保证受水水箱的水流通过三角堰进入小区。小区下部与径流和泥沙采集设施相连接，可采集不同时段的径流和泥沙。

小区两侧钢板每隔20cm处有一个卡槽，用于放置测定水层厚度测针的小型底座。

供水装置采用双水箱控制，其中一个是供水水箱，一个是受水水箱。受水水箱用于给可调冲刷试验小区供水，为了保证定水头供水，通过供水水箱供水，供水水箱侧面连接有标尺，用以观测水箱的水位变化。水箱底部留有出水口，并通过水阀控制，与水阀相连接处接有水压表，再通过水管连接到受水水箱，用以量化出水流量。两个水箱均放置于带有液压装置的升降支架上，可调节水箱的高度，以保证定水头供水，确保试验精度。

自动化监测装置主要由传感器、蓄电池、计算机组成。蓄电池给予供电，通过传感器，连接于测针、流速仪和径流和泥沙采集设施，可采集实时的流速、流量、水层厚度、径流量数据采集自动记录，然后通过数据线导入计算机。 

Claims (7)

1.一种土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，该装置包括可调冲刷试验小区（1）、供水装置和自动监测装置，其特征在于：所述的可调冲刷试验小区（1）的顶部设置三角堰（3），底部设置径流量和泥沙量采集装置（4），可调冲刷试验小区（1）两侧每隔20cm对称设有卡槽（5），两卡槽（5）间布设流速仪（6）与测针（7），所述的供水装置包括支架（9）、供水水箱（8）和受水水箱（13），供水水箱（8）与受水水箱（13）均置于支架（9）上，供水水箱（8）和受水水箱（13）通过连通器（14）连通，受水水箱（13）与可调冲刷试验小区（1）中的三角堰（3）连接，可调冲刷试验小区（1）中的流速仪（6）与测针（7）通过数据线与传感器与自动化监测装置中的计算机（17）连接。

2.根据权利要求1所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述的支架（9）上设置调节阀（10）。

3.根据权利要求1所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述的供水水箱（8）和受水水箱（13）之间设置水阀（11）和水压表（12）。

4.根据权利要求1所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述的可调冲刷试验小区（1）是指由钢板和延伸件组成，其可调范围为：长度为1-3m，宽度为1-2m，通过延伸件控制。

5.根据权利要求1所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述的可调冲刷试验小区（1）与可调冲刷试验小区（1）之间通过延伸件（2）连接。

6.根据权利要求5所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述的延伸件（2）为钢板，钢板与钢板之间通过伸缩件连接。

7.根据权利要求1所述的土壤冲刷试验原位测定土壤抗冲性装置，其特征在于：所述自动化监测装置中的计算机（17）通过数据线和传感器与径流量和泥沙量采集装置（4）连接。