一种降雨产流的采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种降雨产流的采集装置，包括土槽（1），土槽（1）底部设有底座（12），其特征在于：在土槽（1）中通过设置挡板（4）将土槽（1）分割成两个小土槽（2、3）。对每个小土槽（2、3）进行土壤填充，在不同小土槽（2、3）的土壤表面种植不同植被形成不同的下垫面条件，最终实现不同下垫面条件下的对比试验并且在土壤中插有多个所述降雨产流的采集装置采集不同点的土壤水分对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。

A Rainfall Runoff Collection Device

The invention relates to a rainfall runoff collecting device, which comprises a soil trough (1) with a base (12) at the bottom of the soil trough (1), and is characterized in that the soil trough (1) is divided into two small soil troughs (2, 3) by setting a baffle (4). Each small soil trough (2, 3) is filled with soil, and different vegetation is planted on the soil surface of different small soil troughs (2, 3) to form different underlying surface conditions. Finally, a comparative experiment under different underlying surface conditions is carried out. Several collecting devices for rainfall runoff are inserted in the soil to collect different soil moisture points and to collect data of soil moisture in the trough which is invisible to the naked eye. Collection and analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种降雨产流的采集装置
本专利技术涉及属于水文学或土壤生态学实验研究
的一种降雨产流试验装置，尤其涉及一种可用于研究不同下垫面条件下，降雨产流机理以及水分在土壤中的运移情况的降雨产流的采集装置。
技术介绍
气候变化所引起的灾害风险增加已成为全球安全与发展所面临的重大挑战。其中，洪水灾害是全球发生频率最高、造成损失最严重的自然灾害之一，受到国际气象、水文及灾害风险等领域学者越来越多的关注。因此，研究降雨的产汇流机理，对于减轻流域洪涝灾害的影响具有重要意义。在目前的研究工作中，关于不同下垫面对降雨产流响应机理的研究有多种方法，其中采用室内人工模拟降雨的方法应用较广。通过控制不同雨强、坡度、不同下垫面等条件，进行人工降雨试验研究。但目前降雨所用土槽均具有一定的局限性，同一土槽均采用相同的下垫面条件，以至于对不同下垫面条件进行人工模拟降雨过程中，由于人工降雨强度率定（受试验条件限制，压力控制的降雨喷头会造成降雨区不同位置的雨强存在差异，因此降雨前需要对土槽放置地区的雨强重新率定，以减小试验误差）、天气、人为等因素，不同场次降雨的外在条件变化，容易造成试验误差。此外，土壤内部的产流肉眼不可见无法得到降雨产流在其中如何运动的真实数据。
技术实现思路
本专利技术设计了一种降雨产流的采集装置，解决的技术问题是：（1）现有技术中不能实时对不同深度并且肉眼看不到的降雨产流进行采集和检测。（2）目前室内人工模拟降雨所用土槽均具有的局限性，即同一土槽均采用相同的下垫面条件，以至于对不同下垫面条件进行人工模拟降雨过程中，由于人工降雨强度率定、天气、人为等因素，不同场次降雨的外在条件变化，容易造成试验误差。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种可用于对比不同下垫面降雨产流的试验装置，包括土槽（1），土槽（1）底部设有底座（12），其特征在于：在土槽（1）中通过设置挡板（4）将土槽（1）分割成两个小土槽（2、3），分别对每个小土槽（2、3）进行土壤填充，在不同小土槽（2、3）的土壤表面种植不同植被形成不同的下垫面条件，并最终实现不同下垫面条件下的对比试验。在土壤中插有多个降雨产流的采集装置采集不同点的土壤水分，对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。进一步，降雨产流的采集装置包括套筒和驱动杆（21），所述驱动杆（21）位于所述套筒中，所述套筒外壁设有刻度并且上端开口底部连接一锥形部（23），在套筒轴向的不同位置设有多个径向孔（28），在每个所述径向孔（28）中设有一伸缩移动部件（27），所述伸缩移动部件（27）一侧设置下斜面（26），所述伸缩移动部件（27）另一侧设置伸缩采集腔（22），所述伸缩采集腔（22）采集土槽土壤并通过其中的土壤水分传感器测量土壤的含水量，所述驱动杆（21）底部设有上斜面（25），所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）隐藏在所述径向孔（28）中，所述下斜面（26）被所述上斜面（25）作用时，所述伸缩采集腔（22）从所述径向孔（28）被推出采集土壤水分。进一步，还包括复位弹簧（29），所述复位弹簧（29）安装在所述径向孔（28）中，其确保所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）能够返回至所述径向孔（28）中。进一步，所述套筒包括固定套筒（20）和滑动套筒（30），所述滑动套筒（30）套在所述固定套筒（20）外部并且能够沿着所述固定套筒（20）的轴向上下移动，所述固定套筒（20）轴向的不同位置设有多个所述径向孔（28），所述滑动套筒（30）也对应设有多个通孔（32），当所述滑动套筒（30）向上移动时，使得所述通孔（32）与所述径向孔（28）连通能够向土壤释放出所述伸缩采集腔（22），当所述所述滑动套筒（30）向下移动复位时，使得所述通孔（32）与所述径向孔（28）不通避免土壤或水进入所述伸缩采集腔（22）中。进一步，多个驱动杆（21）通过一连接板（24）连接，气缸作用在所述连接板（24）使得多个驱动杆（21）同步运动，确保每个降雨产流的采集装置可以在同一时间测得土壤水分的含量。进一步，每个小土槽（2、3）前端的一垂直侧面上设有两类导流槽：收集地表径流的导流槽和收集壤中流的导流槽，收集地表径流的导流槽在垂直侧面的位置高于收集壤中流导流槽的位置。进一步，导流槽与小土槽（2、3）内土壤之间设有细纱网（13），以防止降雨过程中土壤侧漏。进一步，每个小土槽（2、3）的另一垂直侧面的材质为透明钢化玻璃，可对降雨过程中土壤湿润锋的运移情况进行实时观测。进一步，底座（12）装有液压升降机构（11），液压升降机构（11）可根据试验需要对土槽坡度进行调整，可调整的坡度范围为0-30°。进一步，底座（12）为钢材质。该降雨产流的采集装置具有以下有益效果：（1）本专利技术降雨产流的采集装置可以埋设在土壤中并且可以对不同深度的土壤进行采集和分析其含水量，因而使得对降雨产流的运移情况及其对降雨的响应关系更为客观的进行反映。（2）本专利技术设置多个降雨产流的采集装置时通过气缸和连接板的配合实现多个降雨产流的采集装置同时采集和测量，可以使得获得数据更加真实的反映整个降雨情况。（3）本专利技术的套筒分为固定套筒和滑动套筒，通过上下移动滑动套筒可以使得伸缩采集腔得到有效保护，避免采集的土壤并非所需要收集深度的土壤或采集的时间并非所预设的时间。（4）本专利技术将土槽分割成两个或多个独立的小土槽，可设计不同下垫面条件（作物、草地、裸地等条件）在同一场次降雨中进行对比试验，避免不同下垫面在两场降雨过程中由于雨强、天气、人为等因素造成试验误差。（5）本专利技术对两种不同的导流槽采用错落设计，以便对地表径流和壤中流同时收集。（6）本专利技术导流槽与小土槽的连接处铺设有细沙网，可以防止降雨过程中土壤侧漏。（7）本专利技术的小土槽侧面的钢化玻璃设计，可在降雨过程中实时观测土壤湿润锋的运移情况。（8）本专利技术底座通过液压升降机构可对土槽的坡度进行调整（0-30°），因而可对降雨试验创造不同的初始坡度。附图说明图1：本专利技术可用于对比不同下垫面降雨产流的试验装置结构示意图。图2：本专利技术降雨产流的采集装置未工作时示意图；图3：本专利技术降雨产流的采集装置工作时示意图；图4：本专利技术降雨产流的采集装置中伸缩采集腔未伸出示意图；图5：本专利技术降雨产流的采集装置中伸缩采集腔伸出示意图。附图标记说明：1—土槽；2—第一小土槽；3—第二小土槽；4—挡板；5—第一透明钢化玻璃；6—第二透明钢化玻璃；7—第一导流槽（收集地表径流）；8—第二导流槽（收集地表径流）；9—第三导流槽（收集壤中流）；10—第四导流槽（收集壤中流）；11—液压升降机构；12—底座;13—细沙网。20—固定套筒；21—驱动杆；22—伸缩采集腔；23—锥形部；24—连接板；25—上斜面；26—下斜面；27—伸缩移动部件；28—径向孔；29—复位弹簧；30—滑动套筒；31—通孔。具体实施方式下面结合图1，对本专利技术做进一步说明：如图1所示，一种可用于对比不同下垫面降雨产流的试验装置，包括土槽1，土槽1底部设有底座12，在土槽1中通过设置挡板4将土槽1分割成两个小土槽2、3，分别对每个小土槽2、3中进行土壤填充，在不同小土槽2、3的土壤表面种植本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降雨产流的采集装置，包括土槽（1），土槽（1）底部设有底座（12），在土槽（1）中通过设置挡板（4）将土槽（1）分割成两个小土槽（2、3），对每个小土槽（2、3）进行土壤填充，在不同小土槽（2、3）的土壤表面种植不同植被形成不同的下垫面条件，最终实现不同下垫面条件下的对比试验，其特征在于：在土壤中插有多个所述降雨产流的采集装置采集不同点的土壤水分，对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。

【技术特征摘要】
1.一种降雨产流的采集装置，包括土槽（1），土槽（1）底部设有底座（12），在土槽（1）中通过设置挡板（4）将土槽（1）分割成两个小土槽（2、3），对每个小土槽（2、3）进行土壤填充，在不同小土槽（2、3）的土壤表面种植不同植被形成不同的下垫面条件，最终实现不同下垫面条件下的对比试验，其特征在于：在土壤中插有多个所述降雨产流的采集装置采集不同点的土壤水分，对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。2.根据权利要求1所述降雨产流的采集装置，其特征在于：降雨产流的采集装置包括套筒和驱动杆（21），所述驱动杆（21）位于所述套筒中，所述套筒外壁设有刻度并且上端开口底部连接一锥形部（23），在套筒轴向的不同位置设有多个径向孔（28），在每个所述径向孔（28）中设有一伸缩移动部件（27），所述伸缩移动部件（27）一侧设置下斜面（26），所述伸缩移动部件（27）另一侧设置伸缩采集腔（22），所述伸缩采集腔（22）采集土槽土壤并通过其中的土壤水分传感器测量土壤的含水量，所述驱动杆（21）底部设有上斜面（25），所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）隐藏在所述径向孔（28）中，所述下斜面（26）被所述上斜面（25）作用时，所述伸缩采集腔（22）从所述径向孔（28）被推出采集土壤水分。3.根据权利要求2所述降雨产流的采集装置，其特征在于：还包括复位弹簧（29），所述复位弹簧（29）安装在所述径向孔（28）中，其确保所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）能够返回至所述径向孔（28）中。4.根据权利要求2或3所述降雨产流的采集装置，其特征在于：所述套筒包括固定套筒（20）和滑动套筒（...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，李传哲，赵娜娜，邱庆泰，穆文彬，田济扬，于福亮，王维，焦裕飞，刘昱辰，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11