一种可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置的制作方法

技术领域

本发明涉及一种喀斯特环境模拟装置，特别是一种可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置。

背景技术：

喀斯特地形分布于世界各个地区的可溶性岩石地区，总面积达51×10⁶平方千米，约占地球总面积的10%。中国喀斯特分布面积约为91～130万平方千米，其中环境最为恶劣、人地矛盾最为突出的则属亚热带季风气候下云贵高原的喀斯特山区。因当地百姓不科学的生产发展方式以及季风气候降雨集中、山区高差巨大等因素，加之喀斯特环境独有的二元及脆弱性所导致的水土流失现象尤为明显，已经严重影响到人民的生产、生活水平。如何模拟条件迥异的喀斯特石漠化环境并得出准确的水土流失数据服务于喀斯特研究，帮助人们理解喀斯特环境与地下水土流失形成机理，指导人们能在这一特殊环境中实现因地制宜的发展，已成为迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置，能够清楚且精准的展示喀斯特环境中特殊的地表与地下二元构造的环境条件差异，从而辅助解释与提供模拟在真实环境中因各种环境条件差异并带来相似条件下精准的水土流失数据。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置，它包括位于装置上部的模拟地表层和位于装置下部的模拟地下层，在所述的模拟地表层设置有地表径流区、植被缓冲层、降雨模拟装置、裸露岩土层、落水洞、坡度调节器和透水层，在模拟地下层设置有地下河露头点、接水口、玻璃透视板、可移动底盘和隔水基座层；地表径流区位于装置的内侧，植被缓冲层呈零星分布，降雨模拟装置位于装置最上端，坡度调节器位于透水层的下方，坡度调节器根据模拟需求将透水层的坡度在0～15度之间进行调节，接水口与可移动底盘相连并可以随可移动底盘一起抽出。

上述的可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置中，所述的透水层活动安装在装置的内壁上，透水层的数量至少为2块，可以根据模拟需求进行替换，每块透水层的模拟裂隙度介于5～15%之间。

上述的可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置中，透水层也可以由两层构成，两层皆具有裂隙，通过错位的方式进行裂隙度控制。

前述的可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置中，优选的，所述的透水层数量为3块，3块透水层的模拟裂隙度分别为5%、10%、15%，分别用于模拟5%、10%、15%的裂隙度。

前述的可调节式喀斯特地下水土流失模拟装置中，所述的降雨模拟装置选用带细孔的PVC管，细孔一致向下用于提供模拟雨水输入。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1.模拟透明化、过程明了清楚、数值精确。与传统的模拟设备相比，本发明的模拟过程实现了全程可视化，从雨水输入——水滴下渗——汇水产流——二元漏失的所有过程可向科研、工作、学习者一一阐明，对于解释喀斯特地区缺水、缺土的问题给出简单明了而又掷地有声的答案。本装置内将地表径流由落水洞直接引出，得以与地表裂隙漏失区分，使得出的两者数值更为可靠，而由于可移动底盘的存在，可在模拟最后将底盘抽出，将剩余的流失水土尽数收集，模拟数值更加精准。

2.适用范围广、降低了模拟成本。由于本发明具备的可调节结构，使用范围不再拘泥于固定条件数值下的死板模拟，可根据科研工作者的需求对自然环境中迥异的环境条件进行灵活的适应性模拟。一方面方便做出对比研究，另一方面也因为该装置可以“一机多用”从而降低了传统模拟中不必要的成本花费。

3.结构简单、轻便，使用方便，经久耐用。本发明结构简单，没有复杂的工艺步骤，容易制作，而且本装置的植被缓冲层、裸露岩土层及透水层所需材料随处可取又可循环利用、制作成本低、轻便耐用并且具有很高的承载能力，经久耐用，不容易损坏。本发明也可因需求在户内外移动使用，可以根据需要随便放置，使用灵活方便。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的顶端俯视图；

图3是本发明的结构侧视图；

图4是本发明的降雨流线图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，整个装置的外形为长方体状，共分为上层及下层两层，以模拟喀斯特环境中特殊的地表、地下二元环境。它包括位于装置上部的模拟地表层和位于装置下部的模拟地下层，在模拟地表层设置有地表径流区1、植被缓冲层2、降雨模拟装置3、裸露岩土层4、落水洞5、坡度调节器9和透水层12，地表径流区1位于装置的内侧与水土渗漏区域区分，植被缓冲层2按模拟石漠化程度需求呈零星分布，植被缓冲层2材料可任意选择如真实苔藓、有叶树枝等。降雨模拟装置3位于装置最上端，降雨模拟装置3选用带细孔的PVC管，细孔一致向下用于提供模拟雨水输入。透水层12通过卡槽活动安装在装置的内壁上，透水层12的数量至少为2块，每块透水层12的模拟裂隙度介于5～15%之间，根据模拟需要可以进行替换，方便模拟各种自然环境条件，得出精确的数据。本例中的透水层12数量设置为3块，材料选用塑化泡沫板，3块透水层12的模拟裂隙度分别为5%、10%、15%，分别用于模拟5%、10%、15%的裂隙度，每块透水层12单独安装。坡度调节器9位于透水层12的下方，坡度调节器9可以根据模拟需求将透水层12的坡度在0～15度之间进行调节，通过坡度调节器9和可调节的透水层12可以实现模拟条件可调节。在模拟地下层设置有地下河露头点6、接水口7、玻璃透视板8、可移动底盘10和隔水基座层11，玻璃透视板8和坡度调节器9作为两部分的契合处。通过玻璃透视板8可以将整个装置的内部构造及水土流失过程向观看者一一阐明。接水口7与可移动底盘10相连并可以随可移动底盘10一起抽出，方便收集地表径流或地表渗漏地下所带走的水土，提供严谨的水土流失数值，接水口7的材料可选用合金板等隔水材料。

实施例2：整个装置的外形为长方体状，共分为上层及下层两层，以模拟喀斯特环境中特殊的地表、地下二元环境。它包括位于装置上部的模拟地表层和位于装置下部的模拟地下层，在模拟地表层设置有地表径流区1、植被缓冲层2、降雨模拟装置3、裸露岩土层4、落水洞5、坡度调节器9和透水层12，其中的地表径流区1位于装置的内侧与水土渗漏区域区分，植被缓冲层2按模拟石漠化程度需求呈零星分布，植被缓冲层2材料可任意选择如真实苔藓、有叶树枝等。降雨模拟装置3位于装置最上端。降雨模拟装置3选用带细孔的PVC管，细孔一致向下用于提供模拟雨水输入。坡度调节器9位于透水层12的下方，坡度调节器9可以根据模拟需求将透水层12的坡度在0～15度之间进行调节。在模拟地下层设置有地下河露头点6、接水口7、玻璃透视板8、可移动底盘10和隔水基座层11，接水口7与可移动底盘10相连并可以随可移动底盘10一起抽出，接水口7的材料可选用合金板等隔水材料。与实施例1不同的是整个透水层12由两层构成，两层皆具有裂隙，通过错位的方式进行裂隙度控制。

本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。