本实用新型专利技术涉及一种可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，包括装有土壤的土槽，所述土槽底部设有防水装置(6)，其特征在于：土槽的一个侧面设有防止降雨过程中土壤侧漏的保护网，保护网位于土槽内部的一侧连接多个壤中流分层收集装置(7)，保护网位于土槽外部的一侧连接设有多个导流装置(4)，每个导流装置(4)与每个壤中流分层收集装置(7)对应设置；土槽的其他侧面由钢板(1)和钢化玻璃(2)拼装而成。本实用新型专利技术实验器材可收集降雨过程中的地表径流，土壤层不同高度的壤中流及地下径流，并通过所述钢化玻璃(2)观测土壤水分的运动。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水文学实验研究
，尤其涉及一种可观测土壤湿润锋的运移情况及分层收集壤中流的实验器材，可用于研究不同下垫面、雨强、坡度土壤含水率对土壤水分运移情况的响应关系。
技术介绍
在气候变化和人类活动的双重影响下，流域水循环演变发生着深刻变化。气候变化通过改变降水、气温、日照、风、相对湿度等影响水文循环，进而改变降水、径流、蒸发、土壤湿度等水文要素的时空分布。人类活动则通过改变流域下垫面和水量的时空分布格局等影响水文循环过程。因此在降雨过程中土壤水分变化对径流的响应关系，或者不同坡度、雨强、下垫面对径流的响应关系亟需开展相关的研究工作，这也是目前水文学研究的热点之一。在目前的研究工作中，土壤水分运动对径流响应关系的研究，多采用自行设计的土槽，在室内用过人工模拟降雨过程，观测土槽中土壤湿润锋的运移情况及其对降雨的响应关系。但是这种土槽的设计大多四周全用钢板焊接，无法从外部观测土壤水分的变化情况，仅能利用从土壤中埋设水分传感器获得的数据了解土壤水分的状态变化。壤中流的收集也仅采用单一的导流装置收集，无法对不同深度的壤中流进行分层收集。实验器材的构造制约了相关领域工作深入细致的研究。因此改进现有技术能对实验进一步细化，获取更多数据的实验器材对相关领域的研究具有重要意义。改进后的装置可用于相关领域对于土壤水分运移状态的研究，可分层收集不同土壤深度的壤中流，并实时观测土壤湿润锋的运移状态。对于水文学领域，可利用该装置对不同坡度、雨强、植被覆盖度下降雨对径流及壤中流的响应关系。同样，对于水土保持方面，可通过改进前端导流装置的设计及填土过程中对土壤容重的控制，模拟降雨过程中土壤的侵蚀状态。
技术实现思路
本技术设计了一种可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，其解决了实验过程中土壤水分运移深度的观测及壤中流分层收集的问题。为了解决上述存在的技术问题，本技术采用了以下方案：一种可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，包括装有土壤的土槽，所述土槽底部设有防水装置(6)，其特征在于：土槽的一个侧面设有防止降雨过程中土壤侧漏的保护网，保护网位于土槽内部的一侧连接多个壤中流分层收集装置(7)，壤中流分层收集装置(7)其作用是防止上层壤中流产流以后沿前端土壤剖面流入下层壤中流收集装置(7)中，保护网位于土槽外部的一侧连接设有多个导流装置(4)，导流装置(4)用以收集和观测地表径流和壤中流，每个导流装置(4)与每个壤中流分层收集装置(7)对应设置；土槽的其他侧面由钢板(1)和钢化玻璃(2)拼装而成；所述实验器材可收集降雨过程中的地表径流，土壤层不同高度的壤中流及地下径流，并通过所述钢化玻璃(2)观测土壤水分的运动。进一步，保护网包括细纱网(9)和铁网(10)，细纱网(9)自下而上垂直布设于土槽中土壤和铁网(10)之间，以防止降雨过程中的土壤侧漏；壤中流分层收集装置(7)的钢片通过所述铁网(10)与导流装置(4)连接，三者的连接处进行密封以防止壤中流通过钢片与导流装置(4)连接处的孔隙进入下层导流装置(4)。进一步，壤中流分层收集装置(7)的钢片在垂直方向置于所述导流装置(4)上部。进一步，多个壤中流分层收集装置(7)和多个导流装置(4)根据实验要求在不同深度布设，不同的导流装置(4)之间通过玻璃胶进行密封。进一步，防水装置(6)位于土槽的最下端，防水装置(6)通过玻璃胶使其与土槽四周紧密结合在一起。进一步，钢板(1)和钢化玻璃(2)都为多块，每块钢化玻璃(2)夹持在两块钢板(1)之间或者每块钢板(1)夹持在两块钢化玻璃(2)之间，钢化玻璃(2)贴有刻度尺(3)。进一步，所述实验器材分别收集降雨过程中的0-10cm、10-20cm、20-60cm、60-100cm之间的壤中流。该可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材具有以下有益效果：本技术提供的一种可观测土壤湿润锋的运移情况及分层收集壤中流的实验器材，可实现不同土壤深度的壤中流分层收集，以及实时观测土壤水分的入渗深度。该实验器材主要用于室内人工模拟降雨，研究不同植被盖度、坡度、雨强及前期土壤含水率对土壤水分运移的响应关系。附图说明图1：本技术可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材的立体结构示意图；图2：本技术可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材的俯视图；图3：本技术可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材的侧面示意图；图4：本技术可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材的内部示意图。附图标记说明：1—钢板；2—钢化玻璃；3—刻度尺；4—导流装置；5—顶端四周钢片；6—防水装置；7—壤中流分层收集装置；8—钢柱；9—细纱网；10—铁网。具体实施方式下面结合图1至图4，对本技术做进一步说明：一种可观测土壤湿润锋的运移情况及分层收集壤中流的实验器材，实验设计土槽的长宽高为5m×2m×1.3m，可实现较大尺度上模拟降雨过程中不同下垫面、坡度、雨强及前期土壤含水率对土壤水分运移的响应关系。如说明书附图所示，可观测土壤湿润锋的运移情况及分层收集壤中流的实验器材主要包括：底层的防水装置6、侧面的钢化玻璃2、细纱网9、铁网10、壤中流分层收集装置7以及导流装置4。其中，(1)土槽底部的防水装置6可防止土壤水分下漏，使水分侧向运动，最终从收集地下径流的导流装置流出，以达到收集地下径流的目的。底层防水装置6位于土槽最下端，铺设后通过玻璃胶使其与土槽四周紧密结合在一起。(2)土槽两侧安装的钢化玻璃2上贴有透明的刻度尺3，可以实时观测一场降雨过程中湿润锋的运移深度。侧面透明的钢化玻璃2与土槽两侧的钢板1相接，下端与底部三角铁相连，上端与顶部三角铁相连。(3)土槽前端出口的纵剖面保护网由铁网9及细纱网10组成，主要为防止降雨过程中前端土壤侧漏。同时细纱网9的铺设需根据壤中流分层收集装置7进行分层铺设，以防止壤中流产流后沿细纱网9流入土槽底部。细纱网10铺设在土槽前端铁网9内侧，且根据壤中流分层收集装置进行分层铺设。铁网9一侧与细纱网10相连，另一侧与前端导流装置4相连接，其四周则分别焊接在土槽两侧的钢板1及上下端的三角铁上。(4)壤中流分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，包括装有土壤的土槽，所述土槽底部设有防水装置(6)，其特征在于：土槽的一个侧面设有防止降雨过程中土壤侧漏的保护网，保护网位于土槽内部的一侧连接多个壤中流分层收集装置(7)，壤中流分层收集装置(7)其作用是防止上层壤中流产流以后沿前端土壤剖面流入下层壤中流收集装置(7)中，保护网位于土槽外部的一侧连接设有多个导流装置(4)，导流装置(4)用以收集和观测地表径流和壤中流，每个导流装置(4)与每个壤中流分层收集装置(7)对应设置；土槽的其他侧面由钢板(1)和钢化玻璃(2)拼装而成；所述实验器材可收集降雨过程中的地表径流，土壤层不同高度的壤中流及地下径流，并通过所述钢化玻璃(2)观测土壤水分的运动。
【技术特征摘要】
1.一种可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，包括装有土壤的土槽，所述土槽底部设有防水装置(6)，其特征在于：土槽的一个侧面设有防止降雨过程中土壤侧漏的保护网，保护网位于土槽内部的一侧连接多个壤中流分层收集装置(7)，壤中流分层收集装置(7)其作用是防止上层壤中流产流以后沿前端土壤剖面流入下层壤中流收集装置(7)中，保护网位于土槽外部的一侧连接设有多个导流装置(4)，导流装置(4)用以收集和观测地表径流和壤中流，每个导流装置(4)与每个壤中流分层收集装置(7)对应设置；土槽的其他侧面由钢板(1)和钢化玻璃(2)拼装而成；所述实验器材可收集降雨过程中的地表径流，土壤层不同高度的壤中流及地下径流，并通过所述钢化玻璃(2)观测土壤水分的运动。
2.根据权利要求1所述可观测土壤湿润锋运移情况及分层收集壤中流的实验器材，其特征在于：保护网包括细纱网(9)和铁网(10)，细纱网(9)自下而上垂直布设于土槽中土壤和铁网(10)之间，以防止降雨过程中的土壤侧漏；壤中流分层收集装置(7)的钢片通过所述铁网(10)与导流装置(4)连接，对三者的连接处进行密封以防止壤中流通过钢片与导流装置(4)连接处的孔隙进入下层导流装...
【专利技术属性】
技术研发人员：李传哲，刘佳，李义豪，穆文彬，田济扬，赵娜娜，于福亮，史婉丽，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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