CN217359884U - 一种坡面径流观测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及坡面径流观测的技术领域，特别是涉及一种坡面径流观测系统。坡面径流观测系统包括安装架，安装架上布置有地表径流收集容器和壤中流收集容器，坡面径流观测系统还包括与地表径流收集容器对应的地表径流导流板以及与壤中流收集容器对应的壤中流导流板，地表径流导流板、壤中流导流板在使用时插入土壤中，坡面径流观测系统还包括地表径流过滤网和壤中流防护结构，地表径流过滤网、壤中流防护结构均布置在安装架的朝向观测切面的侧面上，地表径流过滤网位于地表径流导流板的上方，以阻挡过滤地表径流带来的杂物且供地表径流通过并流入地表径流收集容器中；壤中流防护结构位于对应壤中流导流板的上方，以阻挡壤中流带来的杂物。

Description

一种坡面径流观测系统

技术领域

本实用新型涉及坡面径流观测的技术领域，特别是涉及一种坡面径流观测系统。

背景技术

坡面径流包括地表径流和土壤中流(壤中流)两种，根据国标GB33027—2016中的技术描述，地表径流和壤中流的获取，需要在径流小区下端采用混凝土浇筑一竖直平面，在竖直平面墙的上方浇筑有地表径流集水槽，用于收集地表径流水。在地表径流集水槽下端混凝土浇筑的挡墙上留有水孔，用导管将水孔中的水引出到量水器，此处收集的水即壤中流。按照常规的观测方法，需要水泥、大沙、石子等在径流小区下方进行浇筑，在水泥平面上按照一定的间隔留取排水孔，这种径流收集方式对基建的工作要求较高，工作量大，尤其是在原生林间进行作业时，需要依靠人工将物料运往观测点。另外，通过排水孔收集的径流水，其观测数据为插样值，在径流小区下方土壤质地有差异时，其观测值与真实值之间的误差较大。

为解决该问题，授权公告号为CN206223783U的中国实用新型专利公开了一种新型坡面径流场，该坡面径流场包括径流小区、径流收集装置，径流收集装置安放在径流小区的观测切面处(即该专利的土壤剖面处)，该径流收集装置包括水量采集支架和引流板，引流板有三个且上下分层设置，水量采集支架上设置有与引流板对应的三个水量采集管，水量采集管上设置有条形豁口，引流板一端插入观测切面，另一端伸入水量采集管的条形豁口中，处于最上部的引流板用于将地表水(即地表径流)引入对应的水量采集管(该水量采集管即为地表径流采集容器)中，最上部的引流板即为地表径流导流板，处于地表径流导流板下部的引流板用于将土壤中的水(即壤中流)引入对应的水量采集管(该水量采集管即为壤中流采集容器)中，该引流板即为壤中流导流板，地表径流采集容器和壤中流采集容器均连接有雨量筒用以监测径流量。地表径流采集容器、壤中流采集容器上均开设有出水口与量筒等计量工具相连。

现有技术的径流收集装置能够解决工作量大、误差较大的问题，但是其仍存在一些弊端，上述新型坡面径流场的径流收集装置通过地表径流导流板和壤中流导流板将对应的径流引入收集容器中，但是由于坡面径流流动时会带来较多的杂物，杂物易堵住收集容器，影响坡面径流的测量，尤其是地表径流的流量较大，且其杂物通常包括地面的碎石、树叶等，更易堵住地表径流采集容器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种坡面径流观测系统，用以解决现有技术中测量坡面径流时杂物易将收集容器堵住影响径流量测量的技术问题。

本实用新型的坡面径流观测系统的技术方案是：

坡面径流观测系统包括用于安装在径流小区观测切面处的安装架，安装架上沿上下方向间隔布置有地表径流收集容器和壤中流收集容器，坡面径流观测系统还包括与地表径流收集容器对应的地表径流导流板以及与壤中流收集容器对应的壤中流导流板，地表径流导流板、壤中流导流板在使用时插入土壤中，坡面径流观测系统还包括地表径流过滤网和壤中流防护结构，地表径流过滤网、壤中流防护结构均布置在安装架的朝向观测切面的侧面上，地表径流过滤网位于地表径流导流板的上方，以阻挡过滤地表径流带来的杂物且供地表径流通过并流入地表径流收集容器中；壤中流防护结构位于对应壤中流导流板的上方，以阻挡壤中流带来的杂物。

有益效果：坡面径流观测系统在收集地表径流与壤中流时，均通过导流板将地表径流与壤中流引入对应的收集容器中(即地表径流导流板将地表径流引入地表径流收集容器中，壤中流导流板将壤中流引入壤中流收集容器中)，坡面径流观测系统的地表径流过滤网能够将地表径流带来的杂物过滤阻挡，壤中流防护结构能够将壤中流带来的杂物阻挡，这样地表径流收集容器和壤中流收集容器不易被杂物堵住，进而不易影响地表径流、壤中流的径流量测量。

进一步地，安装架上设有供地表径流导流板、壤中流导流板穿出的穿出口，地表径流导流板、壤中流导流板与对应穿出口的顶部内壁之间的间隙处设有间隙过滤网。

有益效果：间隙过滤网的设置进一步增强了过滤阻挡效果。

进一步地，所述间隙过滤网呈开口朝向观测切面的C形且支撑在地表径流导流板、壤中流导流板与安装架之间的间隙处。

有益效果：间隙过滤网呈C形且支撑于间隙处的设置，使得安装间隙过滤网时只需将间隙过滤网塞入该间隙处即可，操作较为方便。

进一步地，所述壤中流防护结构为壤中流防护板。

有益效果：壤中流防护结构为壤中流防护板，结构简单，便于加工安装。

进一步地，地表径流导流板固设于地表径流收集容器上，和/或壤中流导流板固设于壤中流收集容器上。

有益效果：地表径流导流板和/或壤中流导流板固设与对应收集容器上，使得导流板与收集容器成为一个整体件，便于安装。

进一步地，地表径流收集容器和壤中流收集容器中的至少一个可拆布置在安装架上。

有益效果：收集容器可拆布置在安装架上，便于安装架的整体组装，以及收集容器损坏时便于对收集容器进行更换。

进一步地，安装架上设有托架，可拆布置在安装架上的地表径流收集容器和/或壤中流收集容器放置在托架上。

有益效果：安装收集容器时，将收集容器放置到托架上即可，收集容器的安装更为方便。

进一步地，地表径流收集容器和壤中流收集容器的出水口处均填塞有筛网，地表径流收集容器的出水口包括上宽下窄的喇叭口段。

有益效果：筛网的设置进一步增强了过滤效果，并且由于地表径流携带的泥沙较多，地表径流出水口采用这种设置能够增大筛网的面积，减小更换筛网的的周期。

进一步地，地表径流收集容器和壤中流收集容器为顶部开口的收集槽。

有益效果：地表径流收集容器和壤中流收集容器采用顶部开口的收集槽的结构，方便对地表径流收集容器和壤中流收集容器进行观察及定期清理。

进一步地，安装架顶部设有防雨棚，防雨棚包括延伸至安装架两侧的挡沿，朝向观测切面的挡沿上设有初级过滤网，初级过滤网位于地表径流过滤网的朝向观测切面的一侧。

有益效果：初级过滤网的设置能够对地表径流带来的杂物进行初步过滤阻挡，增强了过滤效果。

附图说明

图1是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中的结构示意图；

图2是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中另一视角的结构示意图；

图3是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中的侧视图；

图4是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中安装架的结构示意图；

图5是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中地表径流收集容器与地表径流导流板的连接示意图；

图6是本实用新型的坡面径流观测系统实施例1中壤中流收集容器与壤中流导流板的连接示意图。

附图标记说明：1、径流小区；2、观测区域；3、观测切面；4、安装架；5、地表径流收集容器；6、壤中流收集容器；7、地表径流导流板；8、壤中流导流板；9、主框架；10、防雨棚；11、第一横撑；12、第二横撑；13、第三横撑；14、地表径流出水口；15、壤中流出水口；16、大径段；17、小径段；18、缩径段；19、地表径流过滤网；20、壤中流防护板；21、间隙过滤网；22、初级过滤网；23、水流量传感器；24、数据采集器；25、太阳能电池板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例1：

如图1至图6所示，本实用新型所提供的坡面径流观测系统是观测测量径流小区1的地表径流和壤中流的径流量所用，径流小区1通常布置在合适的山体坡面处，在布置好的径流小区1处开挖出壕沟，该壕沟即构成了用于观测地表径流和壤中流的观测区域2，观测区域2由三个竖向切面和一个水平切面围成，其中处于前侧的竖向切面为观测切面3。

坡面径流观测系统包括安装在观测区域2的安装架4，安装架4上沿上下方向间隔布置有地表径流收集容器5和壤中流收集容器6，坡面径流观测系统还包括与地表径流收集容器5对应的地表径流导流板7、与壤中流收集容器6对应的壤中流导流板8。在本实施例中，地表径流收集容器5设置有一个，壤中流收集容器6设置有两个，地表径流导流板7与两个壤中流导流板8上下间隔排布，且均为长度为10-25cm的长方形板体，地表径流导流板7与壤中流导流板8在使用时需要将板体一端插入观测切面3的土壤中，地表径流会沿着地表径流导流板7流入地表径流收集容器5中，壤中流会沿着壤中流导流板8的表面流入对应的壤中流收集容器6中。为了便于地表径流导流板7与壤中流导流板8插入观测切面3，需要先在观测切面3上地表径流导流板7与壤中流导流板8对应位置处挖出横向槽，地表径流导流板7与壤中流导流板8插入对应的横向槽即可。

安装架4包括主框架9和位于主框架9顶部的防雨棚10，防雨棚10包括延伸至安装架4两侧的挡沿，防雨棚10能够阻挡落叶、雨水等落入地表径流收集容器5和壤中流收集容器6中，也可避免阳光直射导致地表径流收集容器5和壤中流收集容器6的水分蒸发。安装架4整体为不锈钢加工而成，并且安装架4为使用不锈钢螺栓和不锈钢抱箍组装而成的可拆卸架体，安装架4采用可拆卸架体的设置便于对安装架4拆卸后进行携带和输送。主框架9自上而下设置有三个收集容器安装位，最上部的收集容器安装位用于安装地表径流收集容器5，下部的两个收集容器安装位用于安装壤中流收集容器6。每个收集容器安装位均包括三个水平延伸的横撑，三个横撑分别为第一、第二、第三横撑，第一横撑11与第二横撑12上下间隔布置，且第一横撑11与第二横撑12之间形成了供地表径流导流板7、壤中流导流板8穿出的穿出口，第二横撑12与第三横撑13水平间隔布置且用于支撑地表径流收集容器5、壤中流收集容器6，第二横撑12与第三横撑13构成了用于承托地表径流收集容器5、壤中流收集容器6的托架。

地表径流收集容器5和壤中流收集容器6均为水平延伸且顶部开口的收集槽，地表径流收集容器5和壤中流收集容器6采用顶部开口的收集槽的结构，方便对地表径流收集容器5和壤中流收集容器6进行观察及定期清理。在本实施例中，地表径流导流板7和壤中流导流板8均固设于对应的收集容器上，地表径流导流板7和壤中流导流板8的一端与对应收集容器的槽口边缘固定，另一端悬伸设置。安装地表径流收集容器5和壤中流收集容器6时，以地表径流收集容器5为例，将地表径流收集容器5固设有地表径流导流板7的一侧对准穿出口并插入，地表径流导流板7插入观测切面3的土壤中，地表径流收集容器5的槽底放置在第二横撑12和第三横撑13构成的托架上，此时便完成地表径流收集容器5的安装，在本实施例中，地表径流收集容器5和壤中流收集容器6均可拆布置在安装架4上。

地表径流收集容器5和壤中流收集容器6一端的槽底处设置有出水口，分别为地表径流出水口14、壤中流出水口15。需要说明的是，为了使得收集容器中的水全部从出水口流出，地表径流收集容器5和壤中流收集容器6均倾斜布置，即收集容器设置有出水口的一端低于另一端。地表径流出水口14和壤中流出水口15内部均填塞有多层筛网。由于地表径流携带的泥沙较多，地表径流出水口14包括大径段16、小径段17、处于大径段16与小径段17之间的缩径段18，即大径段16、小径段17和缩径段18构成了上宽下窄的喇叭口段，地表径流出水口14采用这种设置能够增大筛网的面积，减小更换筛网的的周期，壤中流携带的泥沙较少，壤中流出水口15通体直径保持一致即可。

此外，在本实施例中，地表径流收集容器5的宽高比为2:1，壤中流收集容器6的宽高比为1.3:1，地表径流收集容器5的宽高比较大是由于地表径流的水流量通常较大，较大的宽高比能够实现一定的水流缓冲作用，使水流更加稳定。

为了避免地表径流和壤中流带来的树叶、碎石等杂物流入地表径流收集容器5和壤中流收集容器6中将地表径流收集容器5和壤中流收集容器6的出水口堵住，安装架4朝向观测切面3的侧面上设置有地表径流过滤网19和壤中流防护结构。地表径流过滤网19与安装架4贴合固定，并且地表径流过滤网19位于地表径流导流板7的上方，地表径流带来的杂物能够被地表径流过滤网19阻挡，地表径流也能够顺利通过地表径流过滤网19流入地表径流收集容器5中。在本实施例中，壤中流防护结构为壤中流防护板20，壤中流防护板20与安装架4贴合固定，并且壤中流防护板20位于壤中流导流板8的上部。

地表径流导流板7与壤中流导流板8从安装架4上对应的穿出口伸出后，地表径流导流板7、壤中流导流板8与对应穿出口的顶部内壁之间存在间隙(即地表径流导流板7、壤中流导流板8与对应的第一横撑11之间存在间隙)，地表径流和壤中流也可通过该间隙流入对应的收集容器中。为了进一步增强过滤阻挡效果，地表径流导流板7、壤中流导流板8与对应穿出口的顶部内壁之间的间隙处设置有间隙过滤网21。在本实施例中，间隙过滤网21为折弯成C形的过滤网，安装间隙过滤网21时，将间隙过滤网21的开口朝向观测切面3，并插装在地表径流导流板7、壤中流导流板8与安装架4之间的间隙处即可，C形的间隙过滤网21会支撑于该间隙处。

此外，由于地表径流水流量较大，通常会带来较多的碎石等杂物，地表径流过滤网19的朝向观测切面3的一侧还布置在初级过滤网22，初级过滤网22竖直布置，初级过滤网22的顶部与防雨棚10朝向观测切面3的挡沿固定，底部插入径流小区1的坡面中。

为了实现对坡面径流的自动精确观测，坡面径流观测系统还包括数据采集装置、供电装置。数据采集装置包括水流量传感器23、数据采集器24，水流量传感器23设置有三个且三个水流量传感器23均通过管路分别与一个收集容器的出水口相连，水流量传感器23用于测量对应收集容器的径流量并将测得的数据转换为数字信号传递给数据采集器24，数据采集器24将数据存储到内部集成的存储器中并通过无线网络将数据发送到数据中心。需要说明的是，在水流量传感器23内部也设置有用以过滤的上下间隔设置的两层过滤网。

供电装置包括设置在防雨棚10顶部的太阳能电池板25和与太阳能电池板25相连的蓄电池，在阳光充足的情况下，坡面径流观测系统可以通过太阳能电池板25进行供电，多余的电能可以存储在蓄电池中，这样在阴雨天气下，也可使用蓄电池供电以保证坡面径流观测系统的正常运行。当然，坡面径流观测系统还可以采用市电供电，这样在太阳能电池板25出现故障时，可以切换市电对坡面径流观测系统供电。

本实用新型的坡面径流观测系统在收集地表径流与壤中流时，均通过导流板将地表径流与壤中流引入对应的收集容器中(即地表径流导流板7将地表径流引入地表径流收集容器5中，壤中流导流板8将壤中流引入壤中流收集容器6中)，坡面径流观测系统的地表径流过滤网19能够将地表径流带来的杂物过滤阻挡，壤中流防护结构能够将壤中流带来的杂物阻挡，这样地表径流收集容器5和壤中流收集容器6不易被杂物堵住，进而不易影响地表径流、壤中流的径流量测量。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例2，与实施例1不同的是，间隙过滤网为平直的过滤网，安装间隙过滤网时将间隙过滤网上部与第一横撑固定，下部与第二横撑固定。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例3，与实施例1不同的是，在本实施例中，壤中流防护结构为壤中流防护网，防护网能够阻挡过壤中流带来的杂物且供壤中流通过并流入壤中流收集容器中。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例4，与实施例1不同的是，在本实施例中，地表径流导流板与地表径流收集容器、壤中流导流板与壤中流收集容器均分体设置。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例5，与实施例1不同的是，地表径流收集容器、壤中流收集容器均焊接固定在安装架上。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例6，与实施例1不同的是，地表径流收集容器、壤中流收集容器通过螺栓可拆固定在安装架上。

本实用新型中所提供的坡面径流观测系统的实施例7，与实施例1不同的是，地表径流收集容器和壤中流收集容器均为管状结构，并且在地表径流收集容器和壤中流收集容器上设置有条形豁口以供对应的导流板伸入。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种坡面径流观测系统，包括用于安装在径流小区(1)观测切面(3)处的安装架(4)，安装架(4)上沿上下方向间隔布置有地表径流收集容器(5)和壤中流收集容器(6)，坡面径流观测系统还包括与地表径流收集容器(5)对应的地表径流导流板(7)以及与壤中流收集容器(6)对应的壤中流导流板(8)，地表径流导流板(7)、壤中流导流板(8)在使用时插入土壤中，其特征在于，坡面径流观测系统还包括地表径流过滤网(19)和壤中流防护结构，地表径流过滤网(19)、壤中流防护结构均布置在安装架(4)的朝向观测切面(3)的侧面上，地表径流过滤网(19)位于地表径流导流板(7)的上方，以阻挡过滤地表径流带来的杂物且供地表径流通过并流入地表径流收集容器(5)中；壤中流防护结构位于对应壤中流导流板(8)的上方，以阻挡壤中流带来的杂物。

2.根据权利要求1所述的坡面径流观测系统，其特征在于，安装架(4)上设有供地表径流导流板(7)、壤中流导流板(8)穿出的穿出口，地表径流导流板(7)、壤中流导流板(8)与对应穿出口的顶部内壁之间的间隙处设有间隙过滤网(21)。

3.根据权利要求2所述的坡面径流观测系统，其特征在于，所述间隙过滤网(21)呈开口朝向观测切面(3)的C形且支撑在地表径流导流板(7)、壤中流导流板(8)与安装架(4)之间的间隙处。

4.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，所述壤中流防护结构为壤中流防护板(20)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，地表径流导流板(7)固设于地表径流收集容器(5)上，和/或壤中流导流板(8)固设于壤中流收集容器(6)上。

6.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，地表径流收集容器(5)和壤中流收集容器(6)中的至少一个可拆布置在安装架(4)上。

7.根据权利要求6所述的坡面径流观测系统，其特征在于，安装架(4)上设有托架，可拆布置在安装架(4)上的地表径流收集容器(5)和/或壤中流收集容器(6)放置在托架上。

8.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，地表径流收集容器(5)和壤中流收集容器(6)的出水口处均填塞有筛网，地表径流收集容器(5)的出水口包括上宽下窄的喇叭口段。

9.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，地表径流收集容器(5)和壤中流收集容器(6)为顶部开口的收集槽。

10.根据权利要求1-3任一项所述的坡面径流观测系统，其特征在于，安装架(4)顶部设有防雨棚(10)，防雨棚(10)包括延伸至安装架(4)两侧的挡沿，朝向观测切面(3)的挡沿上设有初级过滤网(22)，初级过滤网(22)位于地表径流过滤网(19)的朝向观测切面(3)的一侧。

Images