坡面均匀流冲刷装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及坡面流测试技术领域，且公开了坡面均匀流冲刷装置，包括坡面均匀流冲刷器和高精度摄像机，坡面均匀流冲刷器的底部设置有底架，底架的底部设置有滑轮，坡面均匀流冲刷器包括明渠，明渠的一端设置有供水系统，明渠的内底部设置有样品冲刷区，明渠的顶部设置有坡度调节装置，明渠的另一端设置有泥沙收集装置。该坡面均匀流冲刷装置，能按照实验要求精确控制试验坡度、坡面流流速、流量大小，以及便于监测坡面流在冲刷前、冲刷过程中及冲刷后水动力学特征的变化情况，阐明土壤表面侵蚀与均匀流水动力特征之间的关系。匀流水动力特征之间的关系。匀流水动力特征之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
坡面均匀流冲刷装置


[0001]本专利技术涉及坡面流测试
，具体为坡面均匀流冲刷装置。

技术介绍

[0002]坡面流作为坡面土壤流失的主要驱动力之一，其水动力特征受土壤表面特征影响巨大，可通过调节坡面流的流速、坡度等来解析坡面侵蚀的主控因素，从而明确坡面流与土壤侵蚀水动力学机制之间的关系。目前常见的土壤水侵蚀模拟试验方法主要是在野外选取土壤表面情况(植被、土壤质地)均匀、坡度较为一致的坡面作为试验点，并在试验地点处上方设置模拟降雨装置，利用在模拟降雨过程土壤表面产生的薄层水流对试验区进行冲刷,而在野外冲刷过程中，容易受复杂的下垫面条件影响(如：物理结皮、表面裂隙、植被覆盖等)，且难以区分模拟降雨与坡面流冲刷对土壤表面的作用效果，从而难以确定表面坡度与径流水动力特征之间的关系。
[0003]在传统的试验过程中容易出现的问题有：1.难以控制坡度：在自然条件下，难以找到坡度、坡向相同且植覆盖条件相似的几块样地，从而使得次试验下都存在一定地坡度误差，导致试验数据的不准确。2.坡面流速、流量的控制：在野外进行试验的过程中，难以把握流量与流速之间的定量关系，难以满足试验设计所需。3.水力特征监测的缺乏：由于在野外开展水动力特征监测的难度大，因此缺乏对水动力特征的监测，从而难以揭示土壤侵蚀与坡面水力特性之间的关系。4.野外开展试验易受天气的影响，不同天气条件下使得表层土壤含水率发生改变，从而改变下垫面初始条件，且野外条件下受现有试验仪器的约束，难以实现坡面流水动力特征与土壤侵蚀之间的定量关系；5.传统的野外试验利用模拟降雨生成坡面流对土壤表面进行冲刷，难以区分坡面流与模拟降雨对土壤表面侵蚀的影响；6.以往的试验对坡面流流态存在很大的不确定因素，难以获得单一的坡面均匀流。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供坡面均匀流冲刷装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：坡面均匀流冲刷装置，包括坡面均匀流冲刷器和高精度摄像机，所述坡面均匀流冲刷器的底部设置有底架，所述底架的底部设置有滑轮；
[0006]所述坡面均匀流冲刷器包括明渠，所述明渠的一端设置有供水系统，所述明渠的内底部设置有样品冲刷区，所述明渠的顶部设置有坡度调节装置，所述明渠的另一端设置有泥沙收集装置；
[0007]所述泥沙收集装置的下方设置有收集桶，所述高精度摄像机设置于泥沙收集装置的一侧与泥沙收集装置相对。
[0008]优选的，所述供水系统的内部设置有隔离板，所述隔离板将供水系统分隔为进水区和溢流区，所述进水区底部设置有进水口。
[0009]隔离板上均匀分布有大小相同的小孔道，当水流进入进水区时，再穿过隔离板上的小孔道进入溢流区，这样可消减水体动能，使水流由湍流变为缓流，缓慢而均匀地流入明渠中，明渠表面光滑，可使水流在明渠内部以均匀流薄层水流的方式自由向下移动。
[0010]优选的，所述坡度调节装置包括伸缩杆和方向盘，所述坡度调节装置与底架之间固定连接，所述方向盘设置于伸缩杆的外侧壁上，连接所述方向盘的伸缩杆部分由一根圆柱状金属杆所组成，所述圆柱状金属杆上设计有螺纹，所述伸缩杆的另一边是由一根空心杆所组成。
[0011]当转动坡度调节装置上的方向盘时，可控制伸缩杆的伸缩，使其改变明渠的坡度，坡度的调节范围为5
°
—60
°
。
[0012]优选的，所述样品冲刷区将明渠内部分隔为三个区域，分别为上部、样品冲刷区、下部，每个区域左右两边的明渠的内侧壁上均设置有刻度尺。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0014]1.可调节的坡度范围广：为5
°‑
60
°
，可根据不同试验要求获得固定坡度大小；
[0015]2.试验区下垫面条件的控制：野外条件下的土壤表面存在极大的异质性(如：植被覆盖、土表碎石、裂隙等)，难以获得土表条件相同的几块样地，从而导致试验存在一定的误差；而本试验是利用环刀法将表面条件相似的土样采回实验室进行冲刷，较小的环刀表面大大减少了土壤表面的异质性，从而减少试验误差；
[0016]3.野外条件下不明确土壤初始条件对坡面流冲刷的影响(如：初始土壤含水率)，而本试验可利用烘干法明确每个土样的初始土壤含水率，并可通过人为改变土壤含水率(如饱和含水率、非饱和含水率)明确不同土壤含水率条件下的坡面流水动力冲刷情况，全面提升了对坡面流冲刷的了解情况；
[0017]4.野外条件下难以量化对坡面流水动力特征的影响，本试验装置可精确观测出破面流在冲刷前、冲刷时及冲刷后坡面均匀流水动力特征的变化情况，从而揭示坡面水力侵蚀的动力过程；
[0018]5.本试验装置的明渠表面足够光滑，可使坡面流在流动过程中不受外界阻碍，获得满足试验需要的坡面均匀流，并可通过改变蠕动泵的供水功率来改变坡面均匀流的流量大小，以获得不同坡度
‑
流量的组合模式进行试验，大大提高了试验中变量组合情况。
附图说明
[0019]图1为本专利技术立体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术主视面结构示意图；
[0021]图3为本专利技术供水装置、明渠与泥沙收集装置整体主视图与俯视图结构示意图；
[0022]图4为本专利技术坡度调节装置示意图结构示意图。
[0023]其中：1、坡面均匀流冲刷器；2、高精度摄像机；3、供水系统；4、明渠；5、样品冲刷区；6、坡度调节装置；7、泥沙收集装置；8、隔离板；9、进水区；10、溢流区；11、刻度尺；12、收集桶；13、底架；14、滑轮；15、伸缩杆；16、方向盘；17、进水口；18、圆柱状金属杆；19、空心杆。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]本实施例为坡面均匀流冲刷装置的具体实施方式。
[0027]坡面均匀流冲刷装置，包括坡面均匀流冲刷器1和高精度摄像机2，坡面均匀流冲刷器1的底部设置有底架13，底架13的底部设置有滑轮14；
[0028]坡面均匀流冲刷器1包括明渠4，明渠4的一端设置有供水系统3，明渠4的内底部设置有样品冲刷区5，明渠4的顶部设置有坡度调节装置6，明渠4的另一端设置有泥沙收集装置7；
[0029]泥沙收集装置7的下方设置有收集桶12，高精度摄像机2设置于泥沙收集装置7的一侧与泥沙收集装置7相对。
[0030]通过上述技术方案，当水流冲刷样品表面后，将挟带泥沙一起冲刷至泥沙收集装置7部分，该部分高度与明渠4表面高度一致，呈倒梯形状并逐渐将明渠4的出口处聚拢，便于收集泥沙与水，最终水流由出水口下方的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.坡面均匀流冲刷装置，包括坡面均匀流冲刷器(1)和高精度摄像机(2)，其特征在于：所述坡面均匀流冲刷器(1)的底部设置有底架(13)，所述底架(13)的底部设置有滑轮(14)；所述坡面均匀流冲刷器(1)包括明渠(4)，所述明渠(4)的一端设置有供水系统(3)，所述明渠(4)的内底部设置有样品冲刷区(5)，所述明渠(4)的顶部设置有坡度调节装置(6)，所述明渠(4)的另一端设置有泥沙收集装置(7)；所述泥沙收集装置(7)的下方设置有收集桶(12)，所述高精度摄像机(2)设置于泥沙收集装置(7)的一侧与泥沙收集装置(7)相对。2.根据权利要求1所述的坡面均匀流冲刷装置，其特征在于：所述供水系统(3)的内部设置有隔离板(8)，所述隔离板(8)将供水系统(3)分隔为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬冬，蒋娟，杨娅，
申请(专利权)人：蒋娟，
类型：发明
国别省市：