本发明专利技术提供一种径流小区泥沙收集装置及方法，装置包括集沙桶、集流管、排水管和流量计，集沙桶一端连接径流小区，集沙桶另一端设置有排水管，排水管中设有流量计，流量计用于监测径流数据；集沙桶包括内桶、外桶和桶盖，内桶嵌套安装在外桶中，内桶中从上至下可拆卸的安装有除杂筛网、消能筛网和若干滤水筛网，且内桶上安装若干滤水筛网的位置处设有若干第一排水孔，内桶上安装除杂筛网和消能筛网的位置处设有若干第二排水孔。本发明专利技术将集沙桶设置为内桶和外桶的嵌套结构，依靠径流中泥沙的分选作用、静水中泥沙的沉降规律等原理，分离浑水径流中的泥沙和径流，还可自动监测径流数据的流量计，获取周期性水土流失研究数据更简单，监测数据更准确。监测数据更准确。监测数据更准确。
【技术实现步骤摘要】
一种径流小区泥沙收集装置及方法
[0001]本专利技术涉及水土流失监测
，尤其涉及一种径流小区泥沙收集装置及方法。
技术介绍
[0002]当今多数国家采取粗放农业发展模式，导致形成了广泛的土壤退化问题。土壤退化问题中的水土流失是目前面临的主要环境问题之一。水土流失会引发农业生产力衰退、广泛面源污染、生态系统脆弱等一系列影响社会可持续发展的生态环境问题。因此，需要定量测定水土流失的数量、速率和分布范围，以便为水土流失情况调查、土壤侵蚀机理研究、土壤侵蚀预报模型研发、水土保持经济与环境效益评价等提供有效数据支撑。然而，由于土壤侵蚀发生、发展过程具有缓慢性和隐蔽性，通过测量技术不容易实现精确、动态、长期地监测土壤侵蚀数量、速率和分布范围。
[0003]现有技术中，通常采用径流小区方法监测水土流失情况。如图1所示，径流小区包括设置在坡面上的径流小区、分水箱和集流槽，分水箱通过导流管与径流小区连接，集流槽通过导流管与分水箱连接，在径流小区下部设置的集流槽用于收集所有的地表径流及侵蚀泥沙。但是，由于径流小区所在样地的空间代表性有限，径流小区方法只适用于坡面尺度的小范围水土流失情况监测，并且径流小区所监测的径流数据、泥沙数据等数据获取繁琐，周期性水土流失研究数据或监测数据的积累耗时较长。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种径流小区泥沙收集装置及方法，以解决现有技术中存在的由于径流小区所在样地的空间代表性有限，径流小区方法只适用于坡面尺度的小范围水土流失情况监测，并且径流小区所监测的径流数据、泥沙数据等数据获取繁琐，周期性水土流失研究数据或监测数据的积累耗时较长的问题。
[0005]一方面，本专利技术提供一种径流小区泥沙收集装置，包括：至少一个集沙桶、集流管、排水管和流量计，所述集沙桶连接径流小区的集流槽，所述集沙桶远离径流小区的一端设置有排水管，所述排水管中设有流量计，所述流量计用于监测流经所述排水管的径流数据；
[0006]其中，至少一个所述集沙桶包括内桶、外桶和桶盖，所述内桶嵌套安装在所述外桶中，所述内桶和所述外桶的开口端设置有所述桶盖，且所述外桶的直径大于所述内桶的直径，所述桶盖的直径大于所述外桶的直径；
[0007]所述内桶中从上至下可拆卸地安装有除杂筛网、消能筛网和若干滤水筛网，且所述内桶上安装若干所述滤水筛网的位置处开设有若干第一排水孔，所述内桶上安装所述除杂筛网和所述消能筛网的位置处开设有若干第二排水孔。
[0008]在本专利技术的较佳实施例中，所述滤水筛网包括从上至下依次平行设置的第一滤水筛网、第二滤水筛网和第三滤水筛网，所述第一滤水筛网的孔径范围大于所述第二滤水筛网的孔径范围，所述第二滤水筛网的孔径范围大于等于所述第三滤水筛网的孔径范围。
[0009]在本专利技术的较佳实施例中，所述第一滤水筛网的孔径范围为0.1mm
‑
0.5mm或0.05mm
‑
0.1mm；所述第二滤水筛网的孔径范围为0.05mm
‑
0.1mm或0.01mm
‑
0.05mm；所述第三滤水筛网的孔径范围为0.01mm
‑
0.05mm。
[0010]在本专利技术的较佳实施例中，所述消能筛网包括第一消能筛网和第二消能筛网，所述第一消能筛网和所述第二消能筛网相互垂直安装，且所述消能筛网的条形孔宽度范围为5mm
‑
15mm。
[0011]在本专利技术的较佳实施例中，所述内桶壁上还设置有至少一个絮凝剂释放管，所述絮凝剂释放管与所述内桶壁可拆卸连接，所述絮凝剂释放管用于放置絮凝剂。
[0012]在本专利技术的较佳实施例中，所述絮凝剂释放管上开设有若干絮凝孔，所述絮凝孔用于释放融化后的絮凝剂。
[0013]在本专利技术的较佳实施例中，所述絮凝孔的孔径范围为1mm
‑
2mm。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种径流小区泥沙收集方法，所述方法包括：
[0015]通过径流小区的集流槽收集水土流失发生时，坡面产生的浑水径流；
[0016]通过与所述集流槽连接的至少一个集沙桶对所述浑水径流进行泥水分离，所述集沙桶的内桶中从上至下依次安装有除杂筛网、消能筛网以及若干滤水筛网，所述除杂筛网用于对浑水径流进行除杂，所述消能筛网用于对浑水径流减速，若干所述滤水筛网用于对浑水径流进行多级过滤；
[0017]经过泥水分离后，所述浑水径流中的泥沙沉积在所述内桶中，所述浑水径流中的径流通过与所述外桶连接的排水管排出，所述排水管中设置有用于监测径流数据的流量计。
[0018]在本专利技术的较佳实施例中，通过与所述集流槽连接的至少一个集沙桶对所述浑水径流进行泥水分离，包括：
[0019]通过所述除杂筛网对所述浑水径流进行除杂处理，得到剩余浑水径流；
[0020]通过所述消能筛网对所述剩余浑水径流进行减速消能处理，使得所述剩余浑水径流进入所述集沙桶的内桶底部，进行泥沙沉积，其中，所述泥沙沉积根据斯托克定律进行；
[0021]当所述内桶中的剩余浑水径流水位上升至若干所述滤水筛网的第三滤水筛网位置处时，所述第三滤水筛网对所述剩余浑水径流进行第一次过滤处理，过滤得到的浑水通过所述内桶上设置的第一排水孔流进外桶；
[0022]当所述内桶中的剩余浑水径流水位上升至若干所述滤水筛网的第二滤水筛网位置处时，所述第二滤水筛网对所述剩余浑水径流进行第二次过滤处理，过滤得到的浑水通过所述内桶上设置的第一排水孔流进外桶；
[0023]当所述内桶中的剩余浑水径流水位上升至若干所述滤水筛网的第一滤水筛网位置处时，所述第一滤水筛网对所述剩余浑水径流进行第三次过滤处理，过滤得到的浑水通过所述内桶上设置的第一排水孔流进外桶。
[0024]在本专利技术的较佳实施例中，通过与所述集流槽连接的至少一个集沙桶对所述浑水径流进行泥水分离，还包括：
[0025]当所述内桶中的剩余浑水径流水位上升至内桶壁上设置的絮凝剂释放管位置处时，剩余浑水径流融化絮凝剂，加快泥沙的絮凝与沉积。
[0026]本专利技术提供的一种径流小区泥沙收集装置及方法，相较于现有技术而言，具有以
下有益效果：
[0027](1)本专利技术通过将集沙桶设置为内桶和外桶的嵌套结构，并且可以阶梯式设置多个集沙桶，依靠重力作用、径流中泥沙的分选作用、静水中泥沙的沉降规律和过滤径流等原理，实现对流经径流小区的浑水径流中的泥沙和径流分离的效果，同时，排水管中设置有流量计，可以实现径流数据的自动监测，获取周期性水土流失研究数据或监测数据更简单，测量到的数据更准确。
[0028](2)本专利技术通过可以将浑水径流中的泥沙和径流进行分离，大量的径流不会占用内桶中泥沙沉积的空间，对于泥沙的收集效果更好，监测水土流失径流与泥沙的效率更高。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，包括：至少一个集沙桶、集流管、排水管和流量计，所述集沙桶连接径流小区的集流槽，所述集沙桶远离径流小区的一端设置有排水管，所述排水管中设有流量计，所述流量计用于监测流经所述排水管的径流数据；其中，至少一个所述集沙桶包括内桶、外桶和桶盖，所述内桶嵌套安装在所述外桶中，所述内桶和所述外桶的开口端设置有所述桶盖，且所述外桶的直径大于所述内桶的直径，所述桶盖的直径大于所述外桶的直径；所述内桶中从上至下可拆卸地安装有除杂筛网、消能筛网和若干滤水筛网，且所述内桶上安装若干所述滤水筛网的位置处开设有若干第一排水孔，所述内桶上安装所述除杂筛网和所述消能筛网的位置处开设有若干第二排水孔。2.根据权利要求1所述的一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，所述滤水筛网包括从上至下依次平行设置的第一滤水筛网、第二滤水筛网和第三滤水筛网，所述第一滤水筛网的孔径范围大于所述第二滤水筛网的孔径范围，所述第二滤水筛网的孔径范围大于等于所述第三滤水筛网的孔径范围。3.根据权利要求2所述的一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，所述第一滤水筛网的孔径范围为0.1mm
‑
0.5mm或0.05mm
‑
0.1mm；所述第二滤水筛网的孔径范围为0.05mm
‑
0.1mm或0.01mm
‑
0.05mm；所述第三滤水筛网的孔径范围为0.01mm
‑
0.05mm。4.根据权利要求1所述的一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，所述消能筛网包括第一消能筛网和第二消能筛网，所述第一消能筛网和所述第二消能筛网相互垂直安装，且所述消能筛网的条形孔宽度范围为5mm
‑
15mm。5.根据权利要求1所述的一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，所述内桶壁上还设置有至少一个絮凝剂释放管，所述絮凝剂释放管与所述内桶壁可拆卸连接，所述絮凝剂释放管用于放置絮凝剂。6.根据权利要求5所述的一种径流小区泥沙收集装置，其特征在于，所述絮凝剂释放管上开设有若干絮凝孔，所述絮凝孔用于释放融化后的絮凝剂。7.根据权利要求6所述的一种径流小区泥...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，姜姜，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。