专利名称：一种移动式可调降雨模拟器的制作方法
技术领域：
本实用新型属环境化学、水土保持领域，涉及一种移动式土水界面污染流模拟装置。
背景技术：
土水界面污染流是指污染的土壤在降水或融雪的冲刷 作用下，通过地表径流过程 而形成的含有多种污染物并带有泥沙的水流，包括在此过程中受纳水体的携带着溶解性或 固体污染物的一类特殊“污水”，以及在其他因素干扰下河流、湖泊、水库、池塘和海湾等呈 浑浊状态并含有一系列土水微观界面的污染水体。其中，暴雨径流是土水界面污染发生的 主要动力，土水流失是土水界面污染的主要形式与载体，而土水界面是污染发生的关键界 面。目前，国内外主要利用模拟降雨装置，通过测定降雨的雨强、雨滴大小等参数，配 合模拟地表的土壤侵蚀量、径流流量、径流中污染物种类和含量等进行相关研究。但目前常 用的模拟降雨装置普遍存在过于简化或过于复杂的情况，前者常采用近似“滴灌”的方式模 拟降雨，由于高度不足，模拟效果与实际情况偏差较大，且对降雨条件的控制不足；后者通 常体积庞大，组合拆装不够方便，结构复杂，成本高昂。因此，尚无一种土水界面污染流模拟 装置能够在研究中得到广泛应用。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装使用方便、移动灵活、对降雨条件 易于控制、成本较低的土水界面污染流模拟装置。本实用新型的移动式可调降雨模拟器，耐酸水箱通过输水管道依次与高压水泵、 调节阀、流量计、筛式降雨发生器相连接，耐酸水箱底部设有排水口 ；耐酸水箱固定于底板 上，底板下有滑轮；筛式降雨发生器由喷头、多层筛网、边轨滑道组装而成；可变坡储土槽 置于筛式降雨发生器正下方，由固定承载支架、可调式支架和固定阀支撑，上有凹槽取水 孔、溢流槽。变换不同孔径的多层筛网，从而控制雨滴大小和降雨的均勻分布。储土槽通过固定阀、固定承载支架和可调式支架来调节坡度。移动式试验架有防滑闸。本实用新型土水界面污染流模拟装置主要包括降雨模拟装置和地表模拟装置两 部分。降雨模拟装置通过高压水泵将耐酸水箱中配制的模拟雨水传送至筛式降雨发生器， 利用流量计和调节阀控制降雨量，利用多层筛网控制雨滴大小和降雨均勻性。地表模拟装置采用可变坡储土槽，将被试土壤填至槽中，通过调节坡面坡度模拟 不同坡度地表。土槽底部有圆孔，用以收集渗流。与现有其他装置相比，本实用新型结合了大型模拟装置个简易模拟装置的特点， 具有成本低、结构相对简单、移动灵活、土水界面污染的理化参数可控性好等优点。[0012]本实验新型实现了模拟雨水配制、模拟降雨条件控制，土水界面污染流生成和采 集全过程的半自动控制，便于在较小空间内实现土水界面污染过程的模拟，且模拟效果与 实际效果符合程度较高。本实验新型成本低、易于安装拆卸、模拟条件范围较大，具有较高 的推广应用价值。
图1移动式土水界面污染流模拟装置结构示意图。图2储土槽结构示意图。图3筛式降雨器结构示意图
具体实施方式
本实用新型的移动式可调降雨模拟器，耐酸水箱(1)通过输水管道(4)依次与 高压水泵(2)、调节阀(3)、流量计(6)、筛式降雨发生器相连接，耐酸水箱底部设有排水口；耐酸水箱固定于底板(18)上，底板下有滑轮(15)；筛式降雨发生器由喷头(5)、多层 筛网(7)、边轨滑道(9)组装而成；可变坡储土槽置于筛式降雨发生器正下方，由固定承载 支架(11)、可调式支架(10)和固定阀(12)支撑，上有凹槽取水孔(14)、溢流槽(13)。移动 式试验架有防滑闸(16)。本实用新型是这样实现的在耐酸水箱(1)中注入实验用模拟雨水，打开高压水 泵(2)，开启调节阀(3)时，模拟雨水沿移动式试验架管道(4)传送至喷头(5)，流量计(6) 显示模拟雨水的即时流量。多层筛网(7)位于可调式喷淋器正下方，模拟雨水从可调式喷 淋器的微孔喷头喷出后，落于多层筛网上。雨水被筛网的网孔均勻分割成为直径均勻的雨 滴后落入可变坡储土槽(8)。通过边轨滑道(9)更换不同孔径筛网，雨滴直径可相应调节， 通过调整筛网高度可调节雨滴落地速度。多次调整调节阀(3)和更换不同孔径多孔筛网(7)，测定雨滴直径和落地速度，得 到雨滴直径和落地速度与流量、筛网种类的经验关系，作为实验时控制降雨参数的参考控 制条件。上提可调式支架(10)，提至实验需要角度时，拧紧与固定承载支架(11)之间的固 定阀(12)，土槽倾斜角度即被固定。土槽倾斜角度范围为0-40°，可满足常见地表的坡度 范围。将被试土壤填至土槽中，置于筛式降雨发生器正下方。模拟雨水落入土槽中，雨滴击 打土壤表面，随着降雨量增大，土壤表面逐渐形成水流，以此水流模拟土水界面污染流。污 染流沿土槽坡度流下，沿土槽延伸部分溢流槽(13)流出，在溢流槽正下方置一采样瓶，收 集样品。表层土壤水分饱和后将出现渗流，渗流通过土槽底部凹槽取水孔(14)渗出，在凹 槽取水孔正下方置一采样瓶，收集渗流。配制模拟雨水时，可利用滑轮(15)将装置移至水源处，固定防滑闸(16)，防止由 于外力造成箱体的移动。根据耐酸水箱上刻度确定雨水体积。实验结束后，打开水箱底部 排水口(17)将剩余雨水排出，并冲洗水箱。
权利要求一种移动式可调降雨模拟器，其特征在于，耐酸水箱通过输水管道依次与高压水泵、调节阀、流量计、筛式降雨发生器相连接，耐酸水箱底部设有排水口；耐酸水箱固定于底板上，底板下有滑轮；筛式降雨发生器由喷头、多层筛网、边轨滑道组装而成；可变坡储土槽置于筛式降雨发生器正下方，由固定承载支架、可调式支架和固定阀支撑，上有凹槽取水孔、溢流槽。
2.根据权利要求1所述的移动式可调降雨模拟器，其特征在于，移动式试验架有防滑闸。
专利摘要一种移动式可调降雨模拟器，属环境化学、水土保持领域。本实用新型的移动式可调降雨模拟器，由移动式试验架、筛式降雨发生器、可变坡储土槽、耐酸水箱、高压水泵构成，耐酸水箱固定于移动式试验架上，通过输水管道、高压水泵、流量计、调节阀与筛式降雨发生器相连接，水箱底部设有排水口；筛式降雨发生器由喷头、多层筛网、边轨滑道组装而成；可变坡储土槽置于筛式降雨发生器正下方，由固定承载支架、可调式支架和固定阀支撑，上有凹槽取水孔、溢流槽。与现有其他装置相比，本实用新型结合了大型模拟装置个简易模拟装置的特点，具有成本低、结构相对简单、移动灵活、土水界面污染的理化参数可控性好等优点。
文档编号G01F1/00GK201556340SQ20092016241
公开日2010年8月18日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者周启星, 师荣光, 张 浩, 彭胜巍, 沈跃, 蔡彦明, 郑向群 申请人:农业部环境保护科研监测所;南开大学