CN209927687U - 一种模拟坡地径流与入渗的实验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，包括人工降雨装置、设置于所述人工降雨装置下方的漏斗状的挡土墙，所述挡土墙中填充有实验土壤，所述实验土壤的顶面形成斜面结构的坡地径流场；所述坡地径流场高度较低的一侧连通径流导管的一端，所述径流导管的另一端连接径流收集装置，所述径流导管上设置有电磁流量计一；所述挡土墙的底部连通入渗导管一的一端，所述入渗导管一的另一端连接入渗收集装置，所述入渗导管一上设置有电磁流量计二。本实用新型能够模拟不同降雨强度、不同地下水位、不同坡度、以及不同土壤条件下，坡地的径流与入渗情况，以便于进一步探索预防坡地灾害的科学方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及坡地水文监测技术领域，特别是一种模拟坡地径流与入渗的实验系统。
背景技术
我国的坡地分布范围广、面积大，近年来，由于强降雨等极端天气的影响，坡地灾害发生频繁，造成损失严重。目前，我国建造的径流场主要用以研究坡地地表径流为主，对于坡地降雨入渗情况观测分析较少，且难以模拟不同地下水位条件下的坡地径流与入渗。为进一步研究坡地径流入渗过程，探索预防坡地灾害的科学方法，有必要研究开发一种模拟坡地径流与入渗的实验系统。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，旨在模拟不同降雨强度、不同地下水位、不同坡度、以及不同土壤条件下，坡地的径流与入渗情况，以便于进一步探索预防坡地灾害的科学方法。
1.可同步观测降雨条件下坡地径流与入渗情况。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，包括人工降雨装置、设置于所述人工降雨装置下方的漏斗状的挡土墙，所述挡土墙中填充有实验土壤，所述实验土壤的顶面形成斜面结构的坡地径流场；所述坡地径流场高度较低的一侧连通径流导管的一端，所述径流导管的另一端连接径流收集装置，所述径流导管上设置有电磁流量计一；所述挡土墙的底部连通入渗导管一的一端，所述入渗导管一的另一端连接入渗收集装置，所述入渗导管一上设置有电磁流量计二。
作为上述技术方案的进一步改进，所述径流导管与所述坡地径流场的连接处设置有径流过滤网，所述入渗导管一与所述挡土墙的连接处设置有入渗过滤网。
作为上述技术方案的进一步改进，所述径流收集装置包括径流收集桶、设置于所述径流收集桶顶部的防雨顶盖，所述径流收集桶的上端连接所述径流导管，所述径流收集桶的下端设置有径流排水管，所述径流排水管上设置有排水开关一。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括水位平衡装置，所述水位平衡装置包括底部连通所述入渗导管一的水位平衡器、底部通过连通导管连通所述水位平衡器底部的马里奥特瓶、设置于所述马里奥特瓶中的气压平衡管、设置于所述马里奥特瓶顶部的负压控制阀、设置于所述马里奥特瓶底部的补水导管，所述补水导管上设置有补水开关。
作为上述技术方案的进一步改进，所述入渗收集装置包括设置于所述水位平衡器中的入渗导管二，所述入渗导管二的下端穿过所述水位平衡器的底壁连接入渗收集桶的顶部，所述入渗收集桶的底部连接入渗排水管，所述入渗排水管上设置有排水开关二；所述气压平衡管的下端高度与所述入渗导管二的上端高度相同。
本实用新型所提供的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，与现有技术相比较，具有以下有益效果：
1.可同步观测降雨条件下坡地径流与入渗情况：
一定强度降雨条件下，坡地实验土壤表面产生的径流可通过径流过滤网进入径流收集装置，并通过电磁流量计一记录径流量；与此同时，实验土壤下渗的水可通过入渗过滤网进入入渗收集装置，并通过电磁流量计二记录入渗流量。
2.可模拟不同降雨强度、不同坡度、不同土壤、以及不同地下水位条件下，坡地的径流与入渗：
人工降雨场可实现不同降雨强度调节；倾斜角度为15°与20°的两个坡地径流场可分别填方砂姜黑土、黄潮土进行多组合对照实验；通过将坡地径流场与水位平衡器及马里奥特瓶无缝连接，可通过调节水位平衡装置，实现区域内不同地下水位的模拟。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型所述的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统的结构示意图；
图中：1-人工降雨装置，2-坡地径流场，3-实验土壤，4-挡土墙，5-径流过滤网，6-径流导管，7-电磁流量计一，8-防雨顶盖，9-径流收集桶，10-径流排水管，11-入渗过滤网，12-电磁流量计二，13-入渗导管一，14-水位平衡器，15-入渗导管二，16-入渗收集桶，17-入渗排水管，18-连通导管，19-补水导管，20-气压平衡管，21-负压控制阀，22-马里奥特瓶，23-补水开关，24-排水开关一，25-排水开关二。
具体实施方式
参照图1，图1是本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
如图1所示，一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，包括径流实验场，径流收集装置，入渗收集装置，水位平衡装置几个部分。
径流实验场包括：人工降雨装置1、设置于人工降雨装置1下方的漏斗状的挡土墙4，挡土墙4中填充有实验土壤3，实验土壤3的顶面形成斜面结构的坡地径流场2；坡地径流场2高度较低的一侧连通径流导管6的一端，径流导管6的另一端连接径流收集装置，径流导管6上设置有电磁流量计一7；挡土墙4的底部连通入渗导管一13的一端，入渗导管一13的另一端连接入渗收集装置，入渗导管一13上设置有电磁流量计二12。径流导管6与坡地径流场2的连接处设置有径流过滤网5，入渗导管一13与挡土墙4的连接处设置有入渗过滤网11。
径流收集装置包括：径流收集桶9、设置于径流收集桶9顶部的防雨顶盖8，径流收集桶9的上端连接径流导管6，径流收集桶9的下端设置有径流排水管10，径流排水管10上设置有排水开关一24。
水位平衡装置包括：底部连通入渗导管一13的水位平衡器14、底部通过连通导管18连通水位平衡器14底部的马里奥特瓶22、设置于马里奥特瓶22中的气压平衡管20、设置于马里奥特瓶22顶部的负压控制阀21、设置于马里奥特瓶22底部的补水导管19，补水导管19上设置有补水开关23。
入渗收集装置包括：设置于水位平衡器14中的入渗导管二15，入渗导管二15的下端穿过水位平衡器14的底壁连接入渗收集桶16的顶部，入渗收集桶16的底部连接入渗排水管17，入渗排水管17上设置有排水开关二25；气压平衡管20的下端高度与入渗导管二15的上端高度相同。
上述一种模拟坡地径流与入渗的实验系统的工作原理如下：
人工降雨装置1通过进行降雨作业，调节降雨强度，使坡地径流场2形成径流，实验土壤3表面汇集的雨水经过径流过滤网5与径流导管6进入径流收集桶9，并通过电磁流量计一7对径流量进行实时计量；入渗的雨水经过入渗过滤网11与入渗导管一13进入水位平衡器14，并通过电磁流量计二12对入渗流量进行实时计量；入渗的水进入水位平衡器14后，由于水位保持恒定不变，多余的水经入渗导管二15进入入渗收集桶16；马里奥特瓶22通过连通导管18及时给水位平衡器14进行补水，以保障模拟的地下水水位保持恒定；当径流收集桶9中的水较多时，打开排水开关一24进行排水；当入渗收集桶16中的水较多时，打开排水开关二25进行排水；当马里奥特瓶22中水位接近水位平衡器液面时，打开补水开关23通过补水导管19进行补水。
以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体地说明，当然，本实用新型还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，其特征在于：包括人工降雨装置(1)、设置于所述人工降雨装置(1)下方的漏斗状的挡土墙(4)，所述挡土墙(4)中填充有实验土壤(3)，所述实验土壤(3)的顶面形成斜面结构的坡地径流场(2)；所述坡地径流场(2)高度较低的一侧连通径流导管(6)的一端，所述径流导管(6)的另一端连接径流收集装置，所述径流导管(6)上设置有电磁流量计一(7)；所述挡土墙(4)的底部连通入渗导管一(13)的一端，所述入渗导管一(13)的另一端连接入渗收集装置，所述入渗导管一(13)上设置有电磁流量计二(12)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，其特征在于：所述径流导管(6)与所述坡地径流场(2)的连接处设置有径流过滤网(5)，所述入渗导管一(13)与所述挡土墙(4)的连接处设置有入渗过滤网(11)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，其特征在于：所述径流收集装置包括径流收集桶(9)、设置于所述径流收集桶(9)顶部的防雨顶盖(8)，所述径流收集桶(9)的上端连接所述径流导管(6)，所述径流收集桶(9)的下端设置有径流排水管(10)，所述径流排水管(10)上设置有排水开关一(24)。
4.根据权利要求1所述的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，其特征在于：还包括水位平衡装置，所述水位平衡装置包括底部连通所述入渗导管一(13)的水位平衡器(14)、底部通过连通导管(18)连通所述水位平衡器(14)底部的马里奥特瓶(22)、设置于所述马里奥特瓶(22)中的气压平衡管(20)、设置于所述马里奥特瓶(22)顶部的负压控制阀(21)、设置于所述马里奥特瓶(22)底部的补水导管(19)，所述补水导管(19)上设置有补水开关(23)。
5.根据权利要求4所述的一种模拟坡地径流与入渗的实验系统，其特征在于：所述入渗收集装置包括设置于所述水位平衡器(14)中的入渗导管二(15)，所述入渗导管二(15)的下端穿过所述水位平衡器(14)的底壁连接入渗收集桶(16)的顶部，所述入渗收集桶(16)的底部连接入渗排水管(17)，所述入渗排水管(17)上设置有排水开关二(25)；所述气压平衡管(20)的下端高度与所述入渗导管二(15)的上端高度相同。
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| CN201920592600.XU CN209927687U (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 一种模拟坡地径流与入渗的实验系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111337404A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-26 | 长沙理工大学 | 一种水均衡综合实验教学观测装置 |
| CN112229775A (zh) * | 2020-08-31 | 2021-01-15 | 西安理工大学 | 一种降雨径流模拟平台及控制方法 |
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2019
- 2019-04-28 CN CN201920592600.XU patent/CN209927687U/zh active Active
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