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原文传递一种坡地壤中流模拟装置及模拟壤中流的方法

专利名称：	一种坡地壤中流模拟装置及模拟壤中流的方法
摘要：	本发明提供了一种坡地壤中流模拟装置及模拟壤中流的方法，解决了现有壤中流模拟装置难以真实反映壤中流实际运移情况的问题。该装置包括基槽和坡度控制槽；坡度控制槽位于基槽的上方，并套设在基槽的外侧；基槽与坡度控制槽之间设置有密封件；坡度控制槽的左端与基槽左侧面板的顶部铰接，右弧面板与基槽右侧面板相适配，前扇面板和后扇面板分别与基槽的前表面板和后表面板相适配；坡度控制槽在角度调节装置的作用下可绕转动轴在基槽的外侧上下运动，进而调节模拟坡度；两个槽均采用透明硬质材料，其上均设置有观测刻度网。采用本装置填装的土体结构与实际坡面相同，呈现出坡地上部土层厚、下部土层薄的结构，可真实反映壤中流实际运移情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司
发明人：	董起广;张扬;王欢元;杜宜春;雷娜;刘哲;何靖;马建业
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811654072.2
公开号：	CN109709305A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	屠沛
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	710021 陕西省西安市浐灞区兴泰七街北侧
主权项：	1.一种坡地壤中流模拟装置，其特征在于：包括基槽(2)和坡度控制槽(3)，坡度控制槽(3)位于基槽(2)的上方，并套设在基槽(2)的外侧；基槽(2)与坡度控制槽(3)之间设置有密封件；所述基槽(2)为顶面开口的箱体，其包括底面板、前表面板(21)、后表面板(22)、左侧面板(23)和右侧面板(24)；其中，底面板、前表面板(21)、后表面板(22)以及左侧面板(23)均为平面板，且前表面板(21)与后表面板(22)的形状和尺寸相同，所述右侧面板(24)为弧面板；所述前表面板(21)、后表面板(22)、左侧面板(23)均与底面板垂直，且前表面板(21)、后表面板(22)均与左侧面板(23)垂直；所述坡度控制槽(3)包括平行设置的形状和尺寸均相同的前扇面板(31)和后扇面板(33)；所述前扇面板(31)和后扇面板(33)的弧形端通过右弧面板(32)固连，前扇面板(31)和后扇面板(33)的圆心端通过转动轴(7)设置在所述基槽(2)左侧面板(23)的顶部；所述坡度控制槽(3)的右弧面板(32)与基槽(2)的右侧面板(24)相适配，前扇面板(31)和后扇面板(33)分别与基槽(2)的前表面板(21)和后表面板(22)相适配；所述坡度控制槽(3)的右弧面板(32)上设置有角度调节装置(4)；坡度控制槽(3)在角度调节装置(4)的作用下可绕转动轴(7)在基槽(2)的外侧上下运动；所述左侧面板(23)沿竖直方向设置多个用于收集水体的导流组件；位于左侧面板(23)顶部的导流组件为表面径流导流板(5)，其余导流组件均为壤中流导流板(6)；所述基槽(2)和坡度控制槽(3)均采用透明硬质材料，其上均设置有观测刻度网(9)。 2.根据权利要求1所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：还包括设置有刻度的径流收集装置和多个壤中流收集装置；所述表面径流导流板(5)通过管路将表面径流排至径流收集装置内；每个壤中流导流板(6)通过管路将各层壤中流分别排至与其对应的壤中流收集装置内。 3.根据权利要求1或2所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：还包括水分监测探针，所述基槽(2)和坡度控制槽(3)上均设置有探针孔(10)；所述水分监测探针通过探针孔(10)插入模拟装置中。 4.根据权利要求3所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：所述坡度控制槽(3)右弧面板(32)的顶部设置有示踪剂投放口(8)。 5.根据权利要求4所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：所述角度调节装置(4)为液压泵。 6.根据权利要求5所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：所述基槽(2)的底部长90cm～110cm，宽45cm～55cm，高38cm～42cm，顶部长104cm～110cm；所述基槽(2)左侧面板(23)的顶部与底部之间每隔8cm～12cm设置一个壤中流导流板(6)；所述坡度控制槽(3)前扇面板(31)半径为105cm～111cm，圆心角为20°～25°。 7.根据权利要求6所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：基槽(2)下方还设置有支撑组件(1)。 8.根据权利要求7所述的坡地壤中流模拟装置，其特征在于：所述导流组件处还设置有滤网；所述密封件为橡胶密封条；所述基槽(2)和坡度控制槽(3)均采用有机玻璃。 9.利用权利要求1-8任一所述模拟装置模拟壤中流的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)填装基槽根据模拟坡地的土体结构，利用观测刻度网分层填装基槽，填装基槽时按照实际地层特点控制容重、分层界面坡度及不同质地结构；分层界面下部为与模拟区域下层相同质地的土壤或砾石，上部为与模拟区域上部土壤相同质地的土壤；步骤2)调节坡度控制槽按照模拟坡地的地形条件，通过角度调节装置调节坡度控制槽的位置，使模拟装置的整体坡度达到模拟要求；步骤3)填装坡度控制槽在调节好的坡度控制槽中继续填装上部土壤，完成土体填装；步骤4)试验观测按照设计的降水量进行人工降雨开始试验并计时，通过观测刻度网记录模拟装置中湿润锋的变化情况、观测水流的运移情况；记录开始产生壤中流的时间、以及不同时段壤中流产生的体积；步骤5)试验测算待壤中流产生后，通过径流收集装置和各个壤中流收集装置收集产生的径流和壤中流，测算土壤不同深度及介质分层界面处产生的壤中流的量。 10.根据权利要求9所述模拟壤中流的方法，其特征在于，在步骤3)填装坡度控制槽与步骤4)试验观测之间还包括：插入水分监测探针以及在示踪剂投放口内装入示踪剂；所述步骤4)试验观测的具体步骤为：按照设计的降水量进行人工降雨开始试验并计时，通过观测刻度网记录模拟装置内湿润锋的变化情况、观测水流的运移情况、同时利用示踪剂观察上坡水分的水平运移情况、通过水分监测探针记录壤中流产生过程中各处土壤水分含量的变化情况；记录开始产生壤中流的时间，并测定不同时段壤中流产生的体积，依据壤中流产生的量，可每5min测定一次，待产流稳定后，可逐渐延长测定时间间隔至1h。
所属类别：	发明专利