专利名称：一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环境科学、土壤学研究领域，涉及一种研究地表径流和地下径流 的试验装置，特别是一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置。
背景技术：
西南喀斯特地区的石漠化已成为西南地区经济发展的严重制约因素，西南岩溶区 面积达50多万平方公里，石漠化面积也达到9. 42万平方公里，岩溶地区裂隙、洞穴迂回曲 折，纵横交错，致使雨水迅速渗漏到地下，地下暗河储水相当丰富。地表土壤随雨水一起流 失，使得地表基岩裸露，土被不连续，所以研究喀斯特地区的地下孔裂隙度具有非常重要的 现实意义。人工模拟降雨为研究坡面土壤侵蚀机理提供了新的思路，不仅不用像野外径流 小区收集数据比较麻烦，而且可以通过控制试验条件，模拟不同环境研究土壤侵蚀的规律。 但以前的装置大多是用于研究地表径流，如中国专利00128153. 4公开了一种“地表径流测 量设施及其测量方法”，中国专利2008101(^681. 7公开了一种“农田地下淋溶和地表径流 原位监测一体化装置”，地下径流研究较少，如中国专利200910170085. 7公开了一种“基于 功能设定法的湖泊生态需水分析技术”，研究孔裂隙流的更少之又少，并且地下孔裂隙度不 能随意调节。因此，需要研制既可以调节坡度，又可以调节孔裂隙度的试验装置，特别是在 研究西南地区喀斯特坡面径流及地下孔裂隙流引起的土壤侵蚀非常关键，至今未见这方面 的报道。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种用于研究坡面径流和地下孔裂 隙流的模拟试验装置，针对喀斯特地区地下裂隙广为分布，是喀斯特地区水土流失的主要 途径，本装置作为人工模拟降雨试验装置坡度可以在0-45°之间调节，孔裂隙度在0-8% 调节，为加快研究喀斯特地区的土壤侵蚀机理提供了有效的方法。本实用新型所采用的技术方案是一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，由支撑架、钢槽和升降 架组成，支撑架的一端有轴承和转轴，钢槽一端焊在转轴上；钢槽是由两块之间有轴承的长 方形底板和周围四块围板组成的长方体槽，上底板和围板固定连接，下底板和上底板呈活 动连接，上底板和下底板均勻打有大小一致的裂隙孔，下底板的一端通过轴连接有减速器， 减速器连接操作杆；前后围板和靠减速器一端的围板打有壤中流孔，三周的壤中流孔下有 集流槽和出水口，用以收集产生的壤中流，靠减速器一端的围板上设有V形收集口，另一端 的围板设有挂钩孔；下底板下还设有孔裂隙流集流槽板；升降架上设有滑轮、钢链及挂钩。上述的钢槽长細，宽1. 5m,深35cm，上底板和下底板均为Icm钢板，裂隙孔直径 5cm，有 26X8 个。上述的围板壤中流孔直径2cm，前后围板各有39X3个，靠减速器的围板的围板壤 中流孔与其一致，三周的集流槽有三道，靠减速器一端有出水口。
3[0008]上述的操作杆上设操作盘和操作手柄，通过减速器控制下底板的滑动。上述的前围板设有观察孔和指针，指针与下底板连接，便于观察下底板的调节度。上述的孔裂隙流集流槽板由铝板制成。使用时，坡度的调节由支架上的滑轮控制，通过控制抬升钢槽高度，来调节坡度， 坡度0-45°任意可调；孔裂隙度的调节是通过减速器调节下底板的相对移位，通过轴承使 两块打孔底板发生错位，根据圆弧的面积公式计算出单个孔隙面积，最后计算出总水平投 影面积与试验钢槽底板水平投影面积的百分率即为孔裂隙度，孔隙度0-8%任意可调；钢 槽下方和侧面安装有径流收集装置，下面的收集槽跟钢槽的底部连在一起，当钢槽被抬升 时，收集槽也跟着抬升，在钢槽的前端焊接有V型收集口，出来的径流可以用容器收集。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知， 本实用新型具有如下优点两块底板之间可以相对滑动，用于调节孔裂隙度；通过滑轮抬 升钢槽来调节坡度；钢槽下方和侧面安装有径流收集装置，下面的收集槽跟钢槽的底部连 在一起，当钢槽被抬升时，收集槽也跟着抬升；在槽的前端焊接有V型收集口，出来的径流 可以用容器收集。使用本实用新型，可以测定土壤坡面中的表层壤中流，地下孔裂隙流，地 表径流的产流产沙过程及机理，还可以测定土壤养分随表层壤中流，地下孔裂隙流及地表 径流的运移过程，对研究喀斯特地区的水土流失机理有着重要的作用。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的右视图；图3为本实用新型的钢槽结构示意图；图4为图3的俯视图；图5为图3的右视图；图6为本实用新型的支撑架示意图；图7为图6的俯视图；图8为本实用新型的使用状态图。图中1、支撑架，2、钢槽，3、升降架，4、上底板，5、下底板，6、裂隙孔，7、减速器，8、操 作杆，9、前围板，10、后围板，11、围板A，12、壤中流孔，13、集流槽，14、出水口，15、V形收集 口，16、围板B，17、挂钩孔，18、孔裂隙流集流槽板，19、滑轮，20、钢链，21、挂钩，22、操作盘， M、操作手柄，M、观察孔，W、指针，W、转轴。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种用于研究坡面径流和 地下孔裂隙流的模拟试验装置具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。参见图1-8，本实用新型的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装 置，由支撑架1、钢槽2和升降架3组成，其中支撑架1的一端有轴承和转轴沈，钢槽2 —端 焊在转轴沈上；钢槽2是由两块之间有轴承的长方形底板和周围四块围板组成的长方体 槽，上底板4和围板固定连接，下底板5和上底板4呈活动连接，上底板4和下底板5均勻 打有大小一致的裂隙孔6，下底板5的一端通过轴连接有减速器7，减速器7连接操作杆8 ；前围板9、后围板10和靠减速器一端的围板All打有壤中流孔12，三周的壤中流孔12下有 集流槽13和出水口 14，用以收集产生的壤中流，靠减速器一端的围板All上设有V形收集 口 15，另一端的围板B16设有挂钩孔17 ；下底板5下还设有孔裂隙流集流槽板18 ；升降架 3上设有滑轮19、钢链20及挂钩21。上述的钢槽2长^!，宽1. 5m,深35cm，上底板4和下底板5均为Icm钢板，裂隙孔 6直径5 11，有沈\8个。上述的围板壤中流孔12直径2cm，前后围板各有39 X 3个，靠减速器的围板的围板 All壤中流孔12与其一致，三周的集流槽13有三道，靠减速器一端有出水口 14。上述的操作杆8上设操作盘22和操作手柄23，通过减速器7控制下底板5的滑动。上述的前围板9设有观察孔M和指针25，指针25与下底板5连接，便于观察下底 板的调节度。上述的孔裂隙流集流槽板18由铝板制成。使用时，坡度的调节由支架上的滑轮控制，通过控制抬升钢槽高度，来调节坡度， 坡度0-45°任意可调；孔裂隙度的调节是通过减速器调节下底板的相对移位，通过轴承使 两块打孔底板发生错位，根据圆弧的面积公式计算出单个孔隙面积，最后计算出总水平投 影面积与试验钢槽底板水平投影面积的百分率即为孔裂隙度，孔隙度0-8%任意可调；钢 槽下方和侧面安装有径流收集装置，下面的收集槽跟钢槽的底部连在一起，当钢槽被抬升 时，收集槽也跟着抬升，在钢槽的前端焊接有V型收集口，出来的径流可以用容器收集。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，任何未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，由支撑架(1)、钢槽(2)和 升降架C3)组成，其特征在于支撑架(1)的一端有轴承和转轴，钢槽( 一端焊在转轴上； 钢槽( 是由两块之间有轴承的长方形底板和周围四块围板组成的长方体槽，上底板(4) 和围板焊接成一体，下底板(5)和上底板⑷呈活动连接，上底板⑷和下底板(5)均勻设 有大小一致的裂隙孔(6)，下底板(5)的一端通过轴连接有减速器(7)，减速器(7)连接操 作杆⑶；前围板(9)、后围板(10)和靠减速器一端的围板A(Il)设有壤中流孔(12)，三周 的壤中流孔(12)下有集流槽(13)和出水口(14)，靠减速器一端的围板A(Il)上设有V形 收集口(15)，另一端的围板B(16)设有挂钩孔(17)；下底板(5)下还设有孔裂隙流集流槽 板(18)；升降架(3)上设有滑轮(19)、钢链(20)及挂钩(21)。
2.如权利要求1所述的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，其特 征在于钢槽(2)长4m,宽1. 5m,深35cm,上底板(4)和下底板(5)均为Icm钢板，裂隙孔 (6)直径 5cm。
3.如权利要求1所述的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，其特 征在于围板壤中流孔(1 直径2cm，三周的壤中流孔(1 下集流槽(1 有三道，靠减速 器一端有出水口(14)。
4.如权利要求1所述的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，其特 征在于操作杆(8)上设操作盘02)和操作手柄03)。
5.如权利要求1所述的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，其特 征在于前围板(9)设有观察孔(24)和指针(25)，指针(25)与下底板(5)连接。
6.如权利要求1所述的一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，其特 征在于孔裂隙流集流槽板(18)由铝板制成。
专利摘要本实用新型公开了一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置，支撑架的一端有轴承和转轴，钢槽一端焊在转轴上；钢槽的上底板和围板焊接成一体，下底板和上底板呈活动连接，上底板和下底板均匀设有大小一致的裂隙孔，下底板的一端通过轴连接有减速器，减速器连接操作杆；三周围板设有壤中流孔，三周围板外壤中流孔下有集流槽和出水口，靠减速器一端的围板A上设有V形收集口，另一端的围板B设有挂钩孔；下底板下还设有孔裂隙流集流槽板；升降架(3)上设有滑轮、钢链及挂钩。本实用新型作为人工模拟降雨试验装置坡度可以在0-45°之间调节，孔裂隙度在0-8％调节，为加快研究喀斯特地区的土壤侵蚀机理提供了有效的方法。
文档编号G01N11/00GK201859104SQ201020608550
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者喻理飞, 戴全厚, 杨智, 王佩将 申请人:贵州大学