一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，该试验装置包括有人工模拟降雨系统和试验钢槽，试验钢槽包括有支撑架体，支撑架体上放置有槽体，槽体的底板上设置有多道岩土界面流出水口，每道岩土界面流出水口下方的底板上连接有1个岩土界面流收集装置，槽体一侧的侧壁底部设有壤中流出水口，壤中流出水口外侧的槽体上设有壤中流收集口，壤中流收集口上方的槽体上设有地表径流收集口，地表径流收集口进口端低于槽体顶端。该试验装置可用来研究喀斯特坡地降雨转化特征及土壤侵蚀特征，对于提高人们对喀斯特坡地降雨输出机制和土壤侵蚀规律的认识很有帮助。

An experimental device to study the characteristics of rainwater transformation and soil erosion in Karst sloping land

【技术实现步骤摘要】
一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置
本专利技术涉及一种雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，特别是一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置。
技术介绍
西南喀斯特地区是世界三大喀斯特集中分布区之一，地表地下二元空间结构复杂，地表土壤浅薄，甚至岩石大面积裸露，地下岩石、裂隙发育，坡地降雨输出具有多界面产流的特点，坡地地表径流、壤中流和岩土界面流发育。然而，受野外坡地地下隐蔽性和难以监测的影响，以及现阶段试验条件的限制，坡地降雨地下输出机制和土壤侵蚀机理还不清楚。因此，在室内建立一种研究喀斯特地区降雨输出机制和土壤侵蚀的试验装置就是很有必要的，能为研究喀斯特地区坡地降雨转化特征及土壤侵蚀提供帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置。为研究喀斯特地区土壤侵蚀特征提供帮助。本专利技术的技术方案：一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，该试验装置包括有人工模拟降雨系统和试验钢槽，试验钢槽包括有支撑架体，支撑架体上放置有槽体，槽体的底板上设置有多道岩土界面流出水口，每道岩土界面流出水口下方的底板上连接有1个岩土界面流收集装置，槽体一侧的侧壁底部设有壤中流出水口，壤中流出水口外侧的槽体上设有壤中流收集口，壤中流收集口上方的槽体上设有地表径流收集口，地表径流收集口进口端低于槽体顶端。前述的研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置中,所述槽体固定在安装架上，设置有地表径流收集口的一端的安装架与支撑架体转动连接，远离地表径流收集口的支撑架体顶部设置有支撑杆件，支撑杆件沿竖直方向设有多个第一定位孔，安装架沿长度方向设有多个第二定位孔，销钉穿入第一定位孔和第二定位孔后将支撑杆件与安装架连接在一起。前述的研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置中,所述壤中流收集口和地表径流收集口的出口错位设置。前述的研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置中,每一道岩土界面流出水口前端的底板上设有1块阻流板。前述的研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置中,所述人工模拟降雨系统包括有水泵，水泵经供水管道与喷嘴连接，供水管道上设有阀门。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，采用本专利技术的装置进行了人工模拟降雨试验，试验结果见附6、附图7和附图8所示，从结果可以看出在低坡度时坡地降雨输出以岩土界面流为主，而在陡坡时以地表径流和壤中流为主。同时，不同坡度下的岩土界面流量和地表产沙量是不同的。因此，该试验装置用来研究喀斯特坡地降雨转化特征及土壤侵蚀特征是可行的，对于提高人们对喀斯特坡地降雨输出机制和土壤侵蚀规律的认识是很有作用的。附图说明附图1为本专利技术的结构示意图；附图2为本专利技术的试验钢槽结构示意图；附图3为试验钢槽中槽体的结构示意图；附图4为附图3的侧面结构示意图；附图5为槽体的底板结构示意图；附图6为不同坡度下坡地的降雨转化特征示意图；附图7为不同坡度下的岩土界面流特征示意图；附图8不同坡度下的地表产沙特征示意图；附图标记：1-支撑架体，2-槽体，3-底板，4-岩土界面流出水口，5-岩土界面流收集装置，6-壤中流出水口，7-壤中流收集口，8-地表径流收集口，9-安装架，10-支撑杆件，11-第一定位孔，12-第二定位孔，13-销钉，14-阻流板，15-供水管道，16-阀门，17-喷嘴，18-水泵。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例：一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，如附图1-5所示，该试验装置包括有人工模拟降雨系统和试验钢槽，试验钢槽包括有支撑架体1，支撑架体1由横、纵以及竖向杆件相互焊接而成，支撑架体1上放置有槽体2，槽体2的长×宽×深为1m×0.5m×0.15m，也可根据实际情况对尺寸进行调整，槽体2的底板3上设置有多道岩土界面流出水口4，岩土界面流出水口4以19cm为间隔分布，岩土界面流出水口4宽为5-6mm、长为0.5m，每道岩土界面流出水口4下方的底板3上连接有1个岩土界面流收集装置5，槽体2一侧的侧壁底部设有壤中流出水口6，壤中流出水口6宽度为5-6mm，长为0.5m，满足过5mm筛的土壤通过，壤中流出水口6离最近的岩土界面流出水口4距离为5cm。壤中流出水口6外侧的槽体2上设有壤中流收集口7，壤中流收集口7上方的槽体2上设有地表径流收集口8，地表径流收集口8进口端低于槽体2顶端3cm。试验时，将试验所用土壤或其他材料装填于槽体2内，填装土量（其它材料量）根据填土容重计算，填装土壤厚度为12cm（与地表径流收集口进口端处于同一水平）。土壤填装时注意边壁的压实，同时需整平土壤表面，填装完成后将试验钢槽放置于人工模拟降雨系统下，对整个土壤进行预降雨，结束后将土壤放置于室内静置约12h，静置结束后，依据试验设计的降雨强度和坡度对槽体2中的土壤进行人工模拟降雨，降雨过程中，土壤表面径流最终从地表径流收集口8流出，以2min为间隔收集全部泥沙水样。同时，降雨过程中有部分降雨在重力作用下入渗至土壤中，并在土壤中发生水平运动和垂直运动，形成壤中流，壤中流最终从壤中流出水口6流出，经壤中流收集口7进行收集。还有部分降雨入渗至土壤底部的岩土界面处，在岩土界面处形成岩土界面流，最终从试验装置的岩土界面流出水口4流出。降雨结束后，采用称重法测量地表径流量、壤中流量和岩土界面流量，采用烘干法测量产沙量（105℃）。如此，即获得坡地的产流量和产沙量，进而通过计算得到坡地降雨输出特征和土壤侵蚀特征。所述槽体2固定在安装架9上，设置有地表径流收集口8的一端的安装架9与支撑架体1经转轴转动连接，远离地表径流收集口8的支撑架体1顶部两端各经螺栓连接有1根支撑杆件10，支撑杆件10沿竖直方向设有多个第一定位孔11，安装架9沿长度方向设有多个第二定位孔12，销钉13穿入第一定位孔11和第二定位孔12后将支撑杆件10与安装架9连接在一起。该设置主要是为了便于模拟不同的坡度情况，取出销钉13，安装架9绕支撑架体1转动，使得不同位置处的第一定位孔11和第二定位孔12重合，即可实现坡度的变化调整。所述壤中流收集口7和地表径流收集口8的出口错位设置。错位设置便于收集地表径流和壤中流。每一道岩土界面流出水口4前端的底板3上设有1块高2-3mm的阻流板14。该设置主要是为了使得入渗至土壤底部的水流均通过岩土界面流出水口4流出，达到了分离岩土界面流的目的，更加能够与喀斯特坡地多界面产流的情况相吻合。所述人工模拟降雨系统包括有水泵18，水泵18经供水管道15与喷嘴17连接，供水管道15上设有阀门16。通过水泵18将储水池中的水抽出，经供水管道15后，最终经喷嘴17喷出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，其特征在于：该试验装置包括有人工模拟降雨系统和试验钢槽，试验钢槽包括有支撑架体（1），支撑架体（1）上放置有槽体（2），槽体（2）的底板（3）上设置有多道岩土界面流出水口（4），每道岩土界面流出水口（4）下方的底板（3）上连接有1个岩土界面流收集装置（5），槽体（2）一侧的侧壁底部设有壤中流出水口（6），壤中流出水口（6）外侧的槽体（2）上设有壤中流收集口（7），壤中流收集口（7）上方的槽体（2）上设有地表径流收集口（8），地表径流收集口（8）进口端低于槽体（2）顶端。/n

【技术特征摘要】
1.一种研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置，其特征在于：该试验装置包括有人工模拟降雨系统和试验钢槽，试验钢槽包括有支撑架体（1），支撑架体（1）上放置有槽体（2），槽体（2）的底板（3）上设置有多道岩土界面流出水口（4），每道岩土界面流出水口（4）下方的底板（3）上连接有1个岩土界面流收集装置（5），槽体（2）一侧的侧壁底部设有壤中流出水口（6），壤中流出水口（6）外侧的槽体（2）上设有壤中流收集口（7），壤中流收集口（7）上方的槽体（2）上设有地表径流收集口（8），地表径流收集口（8）进口端低于槽体（2）顶端。


2.根据权利要求1所述的研究喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀特征的试验装置,其特征在于：所述槽体（2）固定在安装架（9）上，设置有地表径流收集口（8）的一端的安装架（9）与支撑架体（1）转动连接，远离地表径流收集口（8）的支撑架体（1）顶部设置有支...

【专利技术属性】
技术研发人员：方乾，赵龙山，李开凤，樊春华，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52