一种城市硬化路面地表径流测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种城市硬化路面地表径流测量仪，其特征在于：包括：地表径流收集装置（1）、地表径流量测量装置（2）、径流记录装置（3）和外壳（4）；所述地表径流收集装置（1）的出水口与所述地表径流量测量装置（2）的入水口相连，所述地表径流量测量装置（2）与径流记录装置（3）相连，所述地表径流收集装置（1）的进水口设置于所述外壳（4）外部，所述地表径流收集装置（1）的出水口、地表径流量测量装置（2）和径流记录装置（3）均设置于所述外壳（4）内部。本发明专利技术提供的一种城市硬化路面地表径流测量仪，可为研究城市雨水利用、排雨管网设计、城市水文循环等问题提供精确、可靠的数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种城市硬化路面地表径流测量仪，属于测量设备

技术介绍
随着城市化水平的提高和经济的高速发展，雨水资源大量流失、雨水径流污染严重、城市洪灾风险加大、水土流失加剧、地下水位下降、地面下沉等城市雨水造成的问题就愈发凸现出来。为有效利用城市降雨，解决生态环境等问题，研究城市地表产流问题是必不可少的。目前城市地表径流产流模型已有较深入的研究，但对城市不同下垫面地表产流过程的模拟还比较粗略。在研究城市降雨相关问题时，对城市不同硬化路面地表产流量、入渗量等数据主要是先通过一些假定，将实际问题简化后，利用产流模型或经验公式进行计算得到，这使得所研究问题的结果与实际情况产生较大误差，而通过仪器来较精确测量某一面积上地表径流量、入渗量等数据的方法还寥寥无几。因此，设计一种测量城市硬化路面降雨一地表产流量的测量仪器具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够较精确的反映城市硬化路面实际径流产流情况的城市硬化路面地表径流测量仪；进一步地，本专利技术提供一种巧妙利用杠杆放大原理，使产流量的测量变化更加直观明显，测量值更加准确，测量结果真是可靠的城市硬化路面地表径流测量仪；更进一步地，本专利技术提供一种成本低廉的城市硬化路面地表径流测量仪。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为: 一种城市硬化路面地表径流测量仪，其特征在于:包括:地表径流收集装置、地表径流量测量装置、径流记录装置和外壳；所述地表径流收集装置的出水口与所述地表径流量测量装置的入水口相连，所述地表径流量测量装置与径流记录装置相连，所述地表径流收集装置的进水口设置于所述外壳外部，所述地表径流收集装置的出水口、地表径流量测量装置和径流记录装置均设置于所述外壳内部；所述地表径流收集装置包括用于收集地表径流的集水槽，所述集水槽通过导流斜坡与导流器相连，所述导流器与所述地表径流量测量装置相连通，所述地表径流量测量装置包括与所述导流器的出水口相连通的储水箱，所述储水箱设置于弹簧支座的中心，所述储水箱的侧壁与所述径流记录装置相连，所述径流记录装置包括通过固定轴与所述储水箱的侧壁相连的杠杆，所述杠杆的中心可绕垂直轴转动，所述杠杆的两端均设置由横向卡槽，所述固定轴穿过位于所述杠杆右侧的横向卡槽后与所述储水箱的侧壁相连，位于所述杠杆左侧的横向卡槽外设置有竖直卡槽，记录笔设置于所述竖直卡槽和横向卡槽内，所述记录笔的笔尖与转筒相垂直接触，所述转筒上贴有记录纸，所述转筒与电动机电相连。所述弹簧支座包括用于支撑所述储水箱的底板，所述底板的下表面与若干均匀分布的弹簧的顶端相连，所述弹簧的底端与所述外壳的底面相连，所述底板与所述弹簧的连接位置还开设有用于穿过支撑杆的通孔，所述弹簧套在所述支撑杆上，所述支撑杆的底端固定于所述外壳的底面上。储水箱固定在底板的形心处。所述底板的形状包括正方形。所述通孔的直径大于所述支撑杆的直径，所述支撑杆的长度为所述弹簧的长度的2?3倍。所述集水槽的底板表面是均匀平铺的需要模仿的硬化路面材质。所述硬化路面材质包括水泥。所述导流器为漏斗形，所述漏斗形的出水口靠近所述储水箱的底面设置。所述杠杆处于水平位置时，所述固定轴到所述垂直轴中心的长度与所述记录笔到所述垂直轴中心的长度之比至少为1:3。所述集水槽的下表面由支架固定。电动机带动转筒做匀速转动。外壳罩住除集水槽和支架外的其余所有部分。所述固定轴为滑轮，所述滑轮上设置有与所述横向卡槽活动连接的固定装置。本专利技术将汇集的地表径流由导流器直接导入又从漏斗缓慢流入长方体容器(即储水箱)内，以克服水流进入容器(即储水箱)时对弹簧的冲力，减小测量误差，随着地表径流量的增加弹簧承受的重力增大，弹簧逐渐被压缩，弹簧压缩量与所承受重力成正比。记录装置有一部分固定在容器壁(即储水箱)外，通过杠杆原理将弹簧压缩量以相应比例放大，杠杆两端都有一带滑轮的滑槽(即横向卡槽)，记录笔与竖直卡槽和横向卡槽固定在一起，以满足方筒(即储水箱)在下降过程中，使竖直卡槽取杠杆竖直位移，使记录笔一直与转筒接触，负责绘图。转筒由电机带动，匀速转动。本专利技术提供的一种城市硬化路面地表径流测量仪，根据城市硬化路面下渗量少，产生径流量较大，便于收集的特性，设计测量具有一定代表性面积上地表径流量以推求整个城市或某一区域在一场降雨过程中产生的地表径流量，进而可以分析如何正确收集并利用这些径流量，以减少城市地表径流对水体带来的污染以及对城市交通等生活方面的不利，和提高雨水利用率；漏斗形的出水口靠近所述储水箱的底面的设置，是为了缓冲水束聚下对弹簧的干扰，使水流能平缓进入容器，减小误差；记录笔是根据杠杆原理，令支点(即垂直轴的中心)靠近收集装置(即储水箱)，从而可以放大径流量信号，使记录笔在记录纸上画出的图更加准确；杠杆的放大原理的设置，因为在产生的地表径流量较小时，弹簧压缩量小，在记录纸上画出的图形较小，不便于分析计算且精确度不高，利用杠杆将弹簧压缩量放大后，画出的图更加准确；竖直卡槽的设置，因为杠杆在竖直平面内绕支点转动时，两端为圆弧形，而收集装置和纸筒是固定不动的，所以利用竖直卡槽取杠杆的数值位移；电动机的设置，以满足匀速转动转筒，带动记录纸旋转且其转动时间能够满足北方地区一场降雨时间；弹簧支座的设置，应用弹簧在一定范围内的伸缩量与所受力成正比，类似于将称重装置运用到感应地表径流重量的系统中，能够较精确的反映实际情况。本专利技术提供的一种城市硬化路面地表径流测量仪，可直接量测得到地表产流量数据、产流历时和降雨-产流变化过程，然后依据蒸发皿测得的蒸发量数据，利用水量平衡方程即可计算出某一下垫面的入渗量数据，这可为研究城市雨水利用、排雨管网设计、城市水文循环等问题提供精确、可靠的数据。因此，本专利技术在研究城市雨水问题时具有很实际的应用价值，其应用前景广阔。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术中外壳的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1~2所示，一种城市硬化路面地表径流测量仪，其特征在于:包括:地表径流收集装置1、地表径流量测量装置2、径流记录装置3和外壳4 ;所述地表径流收集装置I的出水口与所述地表径流量测量装置2的入水口相连，所述地表径流量测量装置2与径流记录装置3相连，所述地表径流收集装置I的进水口设置于所述外壳4外部，所述地表径流收集装置当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市硬化路面地表径流测量仪，其特征在于：包括：地表径流收集装置（1）、地表径流量测量装置（2）、径流记录装置（3）和外壳（4）；所述地表径流收集装置（1）的出水口与所述地表径流量测量装置（2）的入水口相连，所述地表径流量测量装置（2）与径流记录装置（3）相连，所述地表径流收集装置（1）的进水口设置于所述外壳（4）外部，所述地表径流收集装置（1）的出水口、地表径流量测量装置（2）和径流记录装置（3）均设置于所述外壳（4）内部；所述地表径流收集装置（1）包括用于收集地表径流的集水槽（11），所述集水槽（11）通过导流斜坡（13）与导流器（14）相连，所述导流器（14）与所述地表径流量测量装置（2）相连通，所述地表径流量测量装置（2）包括与所述导流器（14）的出水口相连通的储水箱（21），所述储水箱（21）设置于弹簧支座（22）的中心，所述储水箱（21）的侧壁与所述径流记录装置（3）相连，所述径流记录装置（3）包括通过固定轴（32）与所述储水箱（21）的侧壁相连的杠杆（31），所述杠杆（31）的中心可绕垂直轴（39）转动，所述杠杆（31）的两端均设置由横向卡槽（33），所述固定轴（32）穿过位于所述杠杆（31）右侧的横向卡槽（33）后与所述储水箱（21）的侧壁相连，位于所述杠杆（31）左侧的横向卡槽（33）外设置有竖直卡槽（35），记录笔（34）设置于所述竖直卡槽（35）和横向卡槽（33）内，所述记录笔（34）的笔尖与转筒（36）相垂直接触，所述转筒（36）上贴有记录纸（37），所述转筒（36）与电动机（38）电相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泽，黄小祥，王庆芳，陈喜，张志才，顾雯，蔡庆拟，郝梦茹，罗晓丽，宁亚伟，胡涛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32