The invention relates to a simulation method and device for water and soil leakage process in Karst bedrock fissures. The method comprises the following steps: 1) making a cavity for simulating the geometric shape of karst bedrock fissures, and the lower opening of the cavity is used for simulating the outlet of the fissures; 2) filling test soil into the cavity for simulating karst bedrock fissures. Sedimentary soil in fissures; 3) Applying hydrostatic pressure to the upper surface of the filling soil to simulate the accumulated water pressure in the upper part of the sedimentary soil in the fissures of karst bedrock; when the filling soil moves downward under the driving of the accumulated water pressure and its own gravity, the friction between the soil and the side wall of the cavity and the local resistance at the outlet will be overcome under the free cavity. In the karst bedrock fissure, the sedimentary soil creeps along the side wall of the fissure driven by the upper accumulated water pressure and is discharged from the fissure outlet to the underground.
【技术实现步骤摘要】
喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法及装置
本专利技术涉及一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法及装置,属于水土保持土壤侵蚀
技术介绍
我国西南喀斯特地区有着丰富的生物、矿产、水能、旅游资源,在全国占有重要地位。喀斯特地区的水土保持对该地区可持续发展,保护人们的生产、生活和生存环境,促进长江、珠江中下游的持续繁荣具有重大的战略意义。喀斯特地区地质环境脆弱,贫困人口集中,加之人类对自然资源不合理的利用,土壤侵蚀日趋严重,水土漏失问题加剧,严重影响该地区的生产、生活以及自然生态。目前,针对喀斯特地区地表-地下二元水土流失的特征,国内外研究人员通过对坡面尺度的观测,只能得到地表的水土流失,对坡面水土向地下漏失的机理则知之甚少。另外,尽管研究人员逐渐关注喀斯特地区水土向下漏失的现象,但现有的研究大多数属于定性研究。定量观测及相关研究缺乏,不能定量实时监测、评估和计算喀斯特地区水土地下漏失。因此,针对该地区水土漏失的多种影响因素和多种水土运移途径的特点,研究该地区坡面水土漏失的室内模拟方法并构建室内模拟装置成为喀斯特地区水土保持研究重要的关键环节。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的是提供一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法及装置。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法,包括以下步骤:1)制作一个用于模拟喀斯特基岩裂隙的几何形状的空腔,空腔的下口用于模拟裂隙出口;2)向空腔中填装试验土壤,用于模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤;3)在填装土体的上表面施加静水压,模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤上部的积水压 ...
【技术保护点】
1.一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法,包括以下步骤:1)制作一个用于模拟喀斯特基岩裂隙的几何形状的空腔,空腔的下口用于模拟裂隙出口;2)向空腔中填装试验土壤,用于模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤;3)在填装土体的上表面施加静水压,模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤上部的积水压力;当填装土体在上部积水压力和自身重力的驱动下向下运动时,将克服土体与空腔侧壁的摩擦力和出口局部阻力由空腔下口排出;上述步骤1)~3)可模拟喀斯特基岩裂隙中,沉积土壤在上部积水压力驱动下沿裂隙侧壁蠕动并由裂隙出口排出漏失到地下的过程。
【技术特征摘要】
1.一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法,包括以下步骤:1)制作一个用于模拟喀斯特基岩裂隙的几何形状的空腔,空腔的下口用于模拟裂隙出口;2)向空腔中填装试验土壤,用于模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤;3)在填装土体的上表面施加静水压,模拟喀斯特基岩裂隙中的沉积土壤上部的积水压力;当填装土体在上部积水压力和自身重力的驱动下向下运动时,将克服土体与空腔侧壁的摩擦力和出口局部阻力由空腔下口排出;上述步骤1)~3)可模拟喀斯特基岩裂隙中,沉积土壤在上部积水压力驱动下沿裂隙侧壁蠕动并由裂隙出口排出漏失到地下的过程。2.如权利要求1所述的喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟方法,其特征在于:所述步骤1)中所制作的空腔,其形状为四棱柱结构且截面为等腰梯形,其中等腰梯形的上底B大于下底b。3.一种喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟装置,其特征在于:包括设置有空腔的盒体,所述空腔用于填装试验土壤,所述盒体的底部设置有连通所述空腔与外部空间的下口,用于模拟喀斯特基岩裂隙出口;还包括用于向填装在所述空腔中的试验土壤注水的供水系统。4.如权利要求3所述的喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟装置,其特征在于:所述空腔的形状为四棱柱结构且截面为等腰梯形,其中,所述等腰梯形的上底B大于下底b。5.如权利要求4所述的喀斯特基岩裂隙水土漏失过程的模拟装置,其特征在于:所述盒体包括两侧板、两端板、两石板和一盖板,其中...
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