CN215116248U - 一种砒砂岩区表土分离能力测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，测定装置包括稳流水箱、土体盛装槽和收集检测装置，所述稳流水箱安装在所述土体盛装槽一端，所述稳流水箱上与所述土体盛装槽一端连通的溢流槽，所述稳流水箱通过溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽的另一端并收集检测冲刷水样。本实用新型采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

Description

一种砒砂岩区表土分离能力测定装置

技术领域

本实用新型涉及表土分离能力特性观测和水力侵蚀监测相关技术领域，尤其涉及一种砒砂岩区表土分离能力测定装置。

背景技术

水力侵蚀包括表土分离、输移和沉积三大过程。表土分离过程是土壤颗粒在径流和降雨的作用下脱离土壤颗粒的过程，是水力侵蚀发生发展的关键阶段，是确定细沟可蚀性和土壤临界剪切力的基础，也是土壤侵蚀过程模型推广应用的前提。目前，在世界范围内水力侵蚀引发的水土流失和土地生产力退化等环境问题已成为国际社会亟待解决的全球性难题之一，特别是在我国黄河流域的上中游地带的砒砂岩区，该区降雨时空分布不均，降雨形式以暴雨为主，加之该区基岩极易侵蚀产沙，剧烈的水土流失问题严重影响着黄河流域的生态保护和高质量发展。

表土分离能力定义为单位时间内单位面积上土壤的流失量，土壤分离能力的研究一直是砒砂岩区水沙调控和生态环境恢复的核心问题，对土壤分离能力进行研究它们发生的气候、地形、土壤、植被等临界条件，明确它们发展过程的水动力学机理及各过程间的耦合机制，是建立土壤侵蚀过程模型的基础，也是提高模型预测精度的核心所在。

目前，国内和国际上暂无统一标准的针对于砒砂岩区的表土分离能力特征测量装置和方法，现有的测量方法一种为野外径流小区法，此类方法极易受地形限制，不利于重复试验的开展，且测量精度较低。另一种为室内试验土槽法，此类方法虽然变量可控，却极易受水槽长度、水槽坡度等条件影响，土壤分离量的收集和测量方法不科学，测量精度仍然较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种边坡制备修复结构。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，包括稳流水箱、土体盛装槽和收集检测装置，所述稳流水箱安装在所述土体盛装槽一端，所述稳流水箱上与所述土体盛装槽一端连通的溢流槽，所述稳流水箱通过溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽的另一端并收集检测冲刷水样。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述收集检测装置包括支撑板、重量感应器和若干收集罐，所述重量感应器安装在所述土体盛装槽下方并检测记录土体盛装槽的重量变化，所述支撑板安装在所述土体盛装槽另一端，所述收集罐安装在所述支撑板上并收集冲刷水样。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用重量感应器可以有效记录土体盛装槽的重量变化，有利于与后续收集罐内收集土壤进行相互验证，使计算更加精确。

进一步，所述收集罐上铺设有对冲刷水样中的土壤进行分离的过滤装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置过滤装置可以对冲刷水样中的土壤进行有效过滤，方便后续计算土壤流失量。

进一步，所述收集罐通过抽气管连接有真空泵。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用真空泵制造真空环境，可以加快过滤。

进一步，所述收集罐上连接有排水管。

采用上述进一步方案的有益效果是：经过收集罐上过滤装置过滤的水可以通过排水管排出。

进一步，所述收集检测装置包括收集槽和光电测沙仪，所述收集槽安装在所述土体盛装槽的另一端，所述光电测沙仪安装在所述收集槽的上方或所述收集槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以采用光电测沙仪，根据浑水消光定律，利用光电转换器将通过水样的光通量转换为电信号，再经科学率定后得到电信号与含沙量的关系，得到含沙量。

进一步，所述收集槽远离所述土体盛装槽的一端设有三角堰，所述光电测沙仪安装在所述三角堰上方或所述三角堰底部。

采用上述进一步方案的有益效果是：三角堰的设置，将其他地方的水都截住，只从三角豁口流出来，方便取样进行量水量沙。

进一步，所述收集槽的槽底为三角形平面结构，所述收集槽的两侧分别为斜面结构，所述三角形平面结构的一条边与所述土体盛装槽的另一端连接，所述三角形平面结构的另外两条边分别与所述斜面结构连接，使所述收集槽远离所述土体盛装槽的一端为收口结构。

进一步，所述溢流槽为所述溢流水箱靠近所述土体盛装槽一侧底部开设有水平布置的条形槽，所述条形槽的长度与土体盛装槽的宽度适配。所述溢流水箱底部安装蠕动泵，所述蠕动泵的出水管与所述溢流槽对应。

一种砒砂岩区表土分离能力测定方法，包括以下步骤：

S1，先将土体盛装槽中的原状土体进行喷湿处理，利用稳流水箱上的溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷；

S2，采用重量感应器对土体盛装槽的重量变化进行检测记录；

S3，被冲刷的冲刷水样进入收集罐，并被收集罐上的过滤装置进行过滤，冲刷水样中的土壤被过滤在过滤装置上，分离出的水进入收集罐中；

S4，将收集罐上的过滤装置称重，获取冲刷水样中的土壤含量。

本实用新型的有益效果是：采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

一种砒砂岩区表土分离能力测定方法，包括以下步骤：

S1，先将土体盛装槽中的原状土体进行喷湿处理，利用稳流水箱上的溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷；

S2，被冲刷的冲刷水样进入收集槽，并利用收集槽处的光电测沙仪检测冲刷水样中的土壤含量。

本实用新型的有益效果是：采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的俯视结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的内部结构示意图；

图4为本实用新型另一种实施例的俯视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、稳流水箱；11、溢流槽；12、蠕动泵；13、进水管；14、电源线；15、条形板；2、土体盛装槽；3、重量感应器；4、收集罐；41、滤纸；5、支撑板；6、真空泵；61、抽气管；62、排水管；63、排气管；7、收集槽；71、光电测沙仪；73、三角形平面结构；74、斜面结构；8、原状土体；9、控制面板；10、安装柜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-图4所示，本实施例的一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，包括稳流水箱1、土体盛装槽2和收集检测装置，所述稳流水箱1安装在所述土体盛装槽2一端，所述稳流水箱1上与所述土体盛装槽2一端连通的溢流槽11，所述稳流水箱1通过溢流槽11输出水流对所述土体盛装槽2中的原状土体8进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽2的另一端并收集检测冲刷水样。

如图3所示，所述稳流水箱1中安装有蠕动泵12，蠕动泵12可以通过电源线14连接电源，蠕动泵12通过进水管13连接水源为稳流水箱1供水。稳流水箱1上可以设置控制面板9来实现对各个电器的控制。可通过安装柜10将土体盛装槽2和收集检测装置进行安装。

如图1所示，所述溢流槽11为所述溢流水箱1靠近所述土体盛装槽2一侧底部开设有水平布置的条形槽，该条形槽的长度与土体盛装槽2的宽度适配，保证对土体盛装槽2内的原状土体都能够进行有效冲刷。所述溢流水箱1底部安装所述蠕动泵12，所述蠕动泵12的出水管与所述溢流槽11对应，并将水输送到溢流槽11附近，水流经过溢流槽11后形成流速稳定、面积均匀的冲刷水流。

另外，如图3所示，本实施例的一个可选方案为，可在溢流槽11下方，也就是稳流水箱1底部设置一条形板15，所述条形板15靠近土体盛装槽2的一侧上表面为倾斜的斜面，有利于水流的输出。当然条形板15上也可不设置斜面，直接将条形板15的上表面与土体盛装槽2中的原状土体持平或略高于原状土体上表面均可。

本实施例采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

实施例2

如图1-图4所示，本实施例的一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，包括稳流水箱1、土体盛装槽2和收集检测装置，所述稳流水箱1安装在所述土体盛装槽2一端，所述稳流水箱1上与所述土体盛装槽2一端连通的溢流槽11，所述稳流水箱1通过溢流槽11输出水流对所述土体盛装槽2中的原状土体8进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽2的另一端并收集检测冲刷水样。

如图3所示，所述稳流水箱1中安装有蠕动泵12，蠕动泵12可以通过电源线14连接电源，蠕动泵12通过进水管13连接水源为稳流水箱1供水。如图1所示，稳流水箱1上可以设置控制面板9来实现对各个电器的控制。可通过安装柜10将土体盛装槽2和收集检测装置进行安装。

如图1所示，所述溢流槽11为所述溢流水箱1靠近所述土体盛装槽2一侧底部开设有水平布置的条形槽，该条形槽的长度与土体盛装槽2的宽度适配，保证对土体盛装槽2内的原状土体都能够进行有效冲刷。所述溢流水箱1底部安装所述蠕动泵12，所述蠕动泵12的出水管与所述溢流槽11对应，并将水输送到溢流槽11附近，水流经过溢流槽11后形成流速稳定、面积均匀的冲刷水流。

另外，如图3所示，本实施例的一个可选方案为，可在溢流槽11下方，也就是稳流水箱1底部设置一条形板15，所述条形板15靠近土体盛装槽2的一侧上表面为倾斜的斜面，有利于水流的输出。当然条形板15上也可不设置斜面，直接将条形板15的上表面与土体盛装槽2中的原状土体持平或略高于原状土体上表面均可。

如图1-图3所示，本实施例的所述收集检测装置包括支撑板5、重量感应器3和若干收集罐4，所述重量感应器3安装在所述土体盛装槽2下方并检测记录土体盛装槽2的重量变化，所述支撑板5安装在所述土体盛装槽2另一端，所述收集罐4安装在所述支撑板5上并收集冲刷水样。重量感应器可选用天平、电子秤等，采用重量感应器可以有效记录土体盛装槽的重量变化，有利于与后续收集罐内收集土壤进行相互验证，使计算更加精确。

如图1-图3所示，本实施例的所述收集罐4上铺设有对冲刷水样中的土壤进行分离的过滤装置，过滤装置为滤纸41或滤膜或滤板。通过设置过滤装置可以对冲刷水样中的土壤进行有效过滤，方便后续计算土壤流失量。

如图3所示，本实施例的所述收集罐4通过抽气管61连接有真空泵6。利用真空泵制造真空环境，可以加快过滤。

如图3所示，所述收集罐4上连接有排水管62，所述真空泵6连接有排气管63。经过收集罐上过滤装置过滤的水可以通过排水管排出。

本实施例砒砂岩区表土分离能力测定装置的工作过程为，使用前先将原状土体喷湿处理，使用时将喷湿的原状土体放在土体盛装槽中，土体盛装槽可选用托盘等，土体盛装槽底部设有重量感应器。开动稳流装置，安装需求调节不同流量，使水流经过蠕动泵，再经过溢流槽产生稳定流速、均匀面积的水流，对原状土体样品进行冲刷，土体盛装槽下方的重量感应器可以实时记录原状土体样品的质量变化，被冲刷分离的土壤在收集罐上沉淀，收集罐上铺设有滤纸，收集罐下抽气管连接真空泵抽真空，加快过滤，多余的水从收集罐底部排除，将各个收集罐内的滤纸取出称量，再与土体盛装槽的质量变化进行验证，即可得到单位时间单位面积的土壤流失量。

本实施例采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

实施例3

如图1-图4所示，本实施例的一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，包括稳流水箱1、土体盛装槽2和收集检测装置，所述稳流水箱1安装在所述土体盛装槽2一端，所述稳流水箱1上与所述土体盛装槽2一端连通的溢流槽11，所述稳流水箱1通过溢流槽11输出水流对所述土体盛装槽2中的原状土体8进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽2的另一端并收集检测冲刷水样。

如图1所示，稳流水箱1上可以设置控制面板9来实现对各个电器的控制。可通过安装柜10将土体盛装槽2和收集检测装置进行安装。

如图3所示，所述稳流水箱1中安装有蠕动泵12，蠕动泵12可以通过电源线14连接电源，蠕动泵12通过进水管13连接水源为稳流水箱1供水。

如图1所示，所述溢流槽11为所述溢流水箱1靠近所述土体盛装槽2一侧底部开设有水平布置的条形槽，该条形槽的长度与土体盛装槽2的宽度适配，保证对土体盛装槽2内的原状土体都能够进行有效冲刷。所述溢流水箱1底部安装所述蠕动泵12，所述蠕动泵12的出水管与所述溢流槽11对应，并将水输送到溢流槽11附近，水流经过溢流槽11后形成流速稳定、面积均匀的冲刷水流。

另外，如图3所示，本实施例的一个可选方案为，可在溢流槽11下方，也就是稳流水箱1底部设置一条形板15，所述条形板15靠近土体盛装槽2的一侧上表面为倾斜的斜面，有利于水流的输出。当然条形板15上也可不设置斜面，直接将条形板15的上表面与土体盛装槽2中的原状土体持平或略高于原状土体上表面均可。

如图4所示，本实施例的所述收集检测装置包括收集槽7和光电测沙仪71，所述收集槽7安装在所述土体盛装槽2的另一端，所述光电测沙仪71安装在所述收集槽7的上方或所述收集槽7内。可以采用光电测沙仪，根据浑水消光定律，利用光电转换器将通过水样的光通量转换为电信号，再经科学率定后得到电信号与含沙量的关系，得到含沙量。

本实施例的所述收集槽7远离所述土体盛装槽2的一端设有三角堰，所述光电测沙仪71安装在所述三角堰上方或所述三角堰底部。

如图4所示，本实施例的所述收集槽7的槽底为三角形平面结构73，所述收集槽7的两侧分别为斜面结构74，所述三角形平面结构73的一条边与所述土体盛装槽2的另一端连接，所述三角形平面结构73的另外两条边分别与所述斜面结构74连接，使所述收集槽7远离所述土体盛装槽2的一端为收口结构。

本实施例砒砂岩区表土分离能力测定装置的工作过程为，使用前先将原状土体喷湿处理，使用时将喷湿的原状土体放在土体盛装槽中，土体盛装槽可选用托盘等。开动稳流装置，安装需求调节不同流量，使水流经过蠕动泵，再经过溢流槽产生稳定流速、均匀面积的水流，对原状土体样品进行冲刷，被冲刷分离的土壤进入收集槽，利用收集槽上的光电测沙仪，获得冲刷水样的含沙量。

本实施例采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

实施例4

一种砒砂岩区表土分离能力测定方法，包括以下步骤：

S1，先将土体盛装槽中的原状土体进行喷湿处理，利用稳流水箱上的溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷；

S2，采用重量感应器对土体盛装槽的重量变化进行检测记录；

S3，被冲刷的冲刷水样进入收集罐，并被收集罐上的过滤装置进行过滤，冲刷水样中的土壤被过滤在过滤装置上，分离出的水进入收集罐中；

S4，将收集罐上的过滤装置称重，获取冲刷水样中的土壤含量。

采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

实施例5

一种砒砂岩区表土分离能力测定方法，包括以下步骤：

S1，先将土体盛装槽中的原状土体进行喷湿处理，利用稳流水箱上的溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷；

S2，被冲刷的冲刷水样进入收集槽，并利用收集槽处的光电测沙仪检测冲刷水样中的土壤含量。

采用稳流水箱上的溢流槽来输出水流对土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，稳流水箱中的水可以依靠外部水源供给，溢流槽冲刷力度均匀，各变量可控，不会受到水箱长度、坡度等条件影响，测量精度高，实验过程不受地形等环境条件限制，方便重复试验的开展。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，包括稳流水箱、土体盛装槽和收集检测装置，所述稳流水箱安装在所述土体盛装槽一端，所述稳流水箱上与所述土体盛装槽一端连通的溢流槽，所述稳流水箱通过溢流槽输出水流对所述土体盛装槽中的原状土体进行冲刷，所述收集检测装置安装在所述土体盛装槽的另一端并收集检测冲刷水样。

2.根据权利要求1所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集检测装置包括支撑板、重量感应器和若干收集罐，所述重量感应器安装在所述土体盛装槽下方并检测记录土体盛装槽的重量变化，所述支撑板安装在所述土体盛装槽另一端，所述收集罐安装在所述支撑板上并收集冲刷水样。

3.根据权利要求2所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集罐上铺设有对冲刷水样中的土壤进行分离的过滤装置。

4.根据权利要求3所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集罐通过抽气管连接有真空泵。

5.根据权利要求3所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集罐上连接有排水管。

6.根据权利要求1所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集检测装置包括收集槽和光电测沙仪，所述收集槽安装在所述土体盛装槽的另一端，所述光电测沙仪安装在所述收集槽的上方或所述收集槽内。

7.根据权利要求6所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集槽远离所述土体盛装槽的一端设有三角堰，所述光电测沙仪安装在所述三角堰上方或所述三角堰底部。

8.根据权利要求6所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述收集槽的槽底为三角形平面结构，所述收集槽的两侧分别为斜面结构，所述三角形平面结构的一条边与所述土体盛装槽的另一端连接，所述三角形平面结构的另外两条边分别与所述斜面结构连接，使所述收集槽远离所述土体盛装槽的一端为收口结构。

9.根据权利要求1所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述溢流槽为所述稳流水箱靠近所述土体盛装槽一侧底部开设有水平布置的条形槽，所述条形槽的长度与土体盛装槽的宽度适配。

10.根据权利要求1所述一种砒砂岩区表土分离能力测定装置，其特征在于，所述稳流水箱底部安装蠕动泵，所述蠕动泵的出水管与所述溢流槽对应。

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