一种薄层均匀水沙模拟装置用的定水位稳流箱的制作方法

本发明属于土壤侵蚀与水土保持科研领域的一种实验装置，具体涉及一种薄层均匀水沙模拟装置用的定水位稳流箱。

背景技术：

水土流失是全球性的重大生态环境问题，坡耕地是水土流失的重要策源地。坡面土壤水蚀过程可分解为雨滴打击和径流冲刷对土壤颗粒的破坏分散过程和径流对土壤颗粒的搬运过程。在坡面水蚀过程中，地表形成的径流通常携带一定数量的泥沙，随着径流量的不断增大，这种含沙径流对其下方土壤具有较强的侵蚀能力。根据含沙径流是否汇聚成股流，坡面含沙径流可以分为薄层含沙径流和细沟含沙流。由于薄层含沙径流分布面积大，搬运的泥沙往往是坡面侵蚀的主要部分，因此对薄层含沙径流进行模拟是研究上方来水来沙条件下土壤侵蚀规律的基础。

目前坡面水蚀过程研究中常采用人工模拟降雨方法模拟薄层含沙径流。即对试验区直接进行人工模拟降雨获得薄层含沙径流；这种方法能够较好的模拟降雨产生的径流侵蚀，但操作性差，产生的径流量含沙量不均匀，且径流量和含沙量难以量化，同时不易模拟较大流量的薄层含沙径流。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种可模拟均匀薄层含沙径流的装置用的定水位稳流箱，同时本装置也可用于需要恒定流量的放水（或水沙）实验供水需求。其技术关键是放水过程中流量比较稳定；入流连接钢丝管可与定容量容器连接（比如本装置与搅拌桶连接），也可与自来水管直接连接，实现长时间的恒定流量模拟需求；流量可依据需要调节。

本发明构成

一种薄层均匀水沙模拟装置用的定水位稳流箱，由溢流孔阀门、溢流孔连接软管、溢流孔、径流控制阀门、钢丝管、水沙径流输入口、定水位稳流箱基座、片状径流出口调节板、片状径流出口调节板固定螺母、定流量放水箱箱底斜坡、片状径流出口组成，其特征在于：定水位稳流箱整体呈直立的“长立方体”结构，箱体后上端焊接三个溢流孔，每个溢流孔上加装溢流孔阀门，选择使用的溢流孔通过溢流孔连接软管与另一端的集流桶相连，模拟过程中用来收集多余水沙径流，定水位稳流箱箱体后下端焊接一个水沙径流输入口，通过钢丝管、径流控制阀门与搅拌桶的水沙径流输出口连接，定水位稳流箱箱底为定流量放水箱箱底斜坡，以方便水沙径流流出，在定水位稳流箱的最低端设计片状径流出口，通过片状径流出口调节板和片状径流出口调节板固定螺母调节片状径流出口的宽度，为了方便放置，定水位稳流箱箱底设计了定水位稳流箱基座。

定水位稳流箱箱底片状径流出口为矩形，通过径流控制阀门以及放水箱上的溢流孔共同控制定水位稳流箱中的水位，保持水位恒定，从而使水沙从定流量稳流箱中以恒定的流量呈矩形片状水流从片状径流出口流出，流入薄层均匀水沙分水槽。

与现有技术比较本发明的优点

目前在定流量放水装置中比较常用的有（1）马里奥特定水位供水箱；（2）供水水管上安装流量表，通过水阀控制流量；（3）直接率定水龙头流量。其中第1种方法造价昂贵，技术工艺要求高，不适合于模拟含泥沙的浑水，不适合于长时间恒定流量模拟，不方便移动；第2、3种方法得到的流量不稳定。

本技术与前述技术相比，具有可操作性强，制作材料普遍，制作价格低廉；既可以模拟恒定流量清水，也可以模拟恒定流量的浑水；流量和含沙量可依据需要调节；流量和含沙量比较均匀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的侧视图，

图3是薄层均匀水沙模拟装置图

图中1.定水位稳流箱，2.溢流孔阀门, 3.溢流孔连接软管，4.溢流孔，5.径流控制阀门，6.钢丝管，7.水沙径流输入口，8. 定水位稳流箱基座，9. 片状径流出口调节板,10.片状径流出口调节板固定螺母,11.定流量放水箱箱底斜坡，12.片状径流出口，13.薄层均匀水沙分水槽，14.一级分水槽,15.分水槽底板，16.二级扇形分水槽, 17.分水槽边框，18.一级缓流区, 19.二级缓流区，20.薄层均匀水沙引流袋,21.搅拌机，22.搅拌机支架，23. 圆形搅拌桶，24.水沙径流输出口。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明要解决的技术问题是提供一种薄层均匀水沙模拟装置用的定水位稳流箱，通过本装置，可以得到恒定流量的片状水沙径流，同时本装置也可用于需要恒定流量的放水（或水沙）实验。

通过如下流程模拟恒定流量的片状水沙径流。

将入流连接钢丝管6及径流控制阀门5与圆形搅拌桶23水沙径流输出口24连接，调节径流控制阀门5，使定水位稳流箱1中水沙径流高度达到某一溢流孔4水位（水位稍超过溢流孔为宜）。打开溢流孔阀门2，可通过溢流孔连接软管3将溢流孔4和一集流桶相连，方便收集径流。此时经定水位稳流箱1的片状径流出口12流出的水沙径流即为恒定流量的片状水沙径流。

若需要模拟恒定流量的清水，只需将入流连接钢丝管（6）与容器连接或者自来水管直接连接（可实现长时间恒定流量的模拟），按照上述方式调节不同的溢流高度，即可实现恒定流量模拟需求。