一种简易径流场及其制作方法与流程

本发明涉及水土流失监测技术领域，特别涉及一种简易径流场及其制作方法。

背景技术：

在微观尺度上，径流场是研究和观测水土流失最有效的方法，可为水土流失状况、水土保持效益的计算和预测提供最基本和最重要的数据资料。

根据研究需要，径流场多建在山区坡地。传统的径流场主要使用水泥、砂子、钢筋、砖块和水等材料建成，具有使用寿命长、不易损坏等优点。但由于建设地点一般离公路较远、道路难行，材料需要依靠人工挑运进行二次运输，使得人工搬运成本很高；另外施工时需要开沟，支模板等，施工创伤面大，建设周期长。因此，传统的径流场适用于长期定位监测，不利于大范围、高密度的布点监测。

简易径流场建设通常以轻便、耐用、便于运输的材料为主，并在现场可直接组装完成，具有易建造、扰动小、成本低的优点，可以解决传统径流场建设过程中存在的问题。目前使用的简易径流场多用白铁皮、pvc板等材料直接围挡成各种规格的径流场，也有使用硬质pvc材料-桩结构的，但无论哪一种都存在围挡接口不易密闭，尺寸、坡度越大越易变形；有的甚至没有集流槽，仅用敞口的器皿进行收集，且现有的集流槽与径流场之间没有挡土过滤墙，仅用低于坡面的凹槽来汇聚径流，因与凹槽相连的坡面在开挖凹槽后断开形成一个阶梯状的断面，土壤易随径流一起流入凹槽，而且集流槽上面无盖，雨水可直接进入集流槽，最终导致径流量和泥沙量收集观测误差较大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。径流场是研究地表降雨—径流—土壤侵蚀规律的主要设施。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种简易径流场及其制作方法，从而克服现有简易径流场的径流量收集误差大的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种简易径流场，包括隔离边墙、径流区和集水区，所述隔离边墙设置于坡地上，且所述坡地自前至后向上倾斜，所述隔离边墙包括四个墙体，四个所述墙体围成一长方形状的监测区，所述监测区通过一挡土过滤墙分隔成所述径流区和所述集水区，所述集水区位于所述径流区的前面，且所述集水区设置有一出水口。

优选地，上述技术方案中，每个所述墙体包括若干个立柱、横梁和隔水板，所有的所述立柱间隔的埋插于所述坡地上，所有的所述立柱的内侧通过所述横梁连接在一起，所述隔水板安装在所述横梁的内侧，且所述隔水板的下端埋设于所述坡地内。

优选地，上述技术方案中，所述挡土过滤墙的前方设置有一过滤网，且所述挡土过滤墙的顶部低于所述过滤网的顶部和所述墙体的顶部。

优选地，上述技术方案中，还包括集水槽，所述集水槽安装于所述集水区内，所述集水槽设置有顶部和后侧均开口的腔体，且所述腔体的后侧开口与所述过滤网对应，所述集水槽的底部设置有一与所述出水口连通的出水孔。

优选地，上述技术方案中，所述集水区的顶部设置有一盖体，所述集水区的后侧自左向右间隔的设置有若干个安装杆，且每个所述安装杆的下端埋插于所述坡地上，所述过滤网固定于所述安装杆上。

一种简易径流场的制作方法，包括以下步骤：

1)在坡地上根据实验所需的径流场的所述监测区的规格放线，并在所述监测区的外围边线的外侧挖沟；

2)在所述监测区的每一边线的沟内安装对应的所述墙体，再将泥土回填至沟中；

3)将所述挡土过滤墙安装于所述监测区内以分隔出所述集水区与所述径流区，并在所述集水区开设所述出水口。

优选地，上述技术方案中，每个所述墙体包括若干个立柱、横梁和隔水板，先在所述监测区的每一边线的沟内安装对应的所述墙体的所述立柱，然后在每个所述墙体的所述立柱的内侧安装所述横梁，接着在每个所述墙体的所述横梁的内侧安装所述隔水板，且使每个所述墙体的所述隔水板的下端位于相应的沟内，最后将泥土回填至沟中。

优选地，上述技术方案中，在所述挡土过滤墙的前面安装过滤网，且使所述挡土过滤墙的顶部低于所述过滤网的顶部和所述墙体的顶部。

优选地，上述技术方案中，制作集水槽，并根据所述集水槽的规格在所述集水区内开挖水平台，所述水平台的底面低于所述径流区的坡面，然后将所述水平台的底面的土夯实并形成前低后高的缓坡，将所述集水槽安装于所述水平台内，确定所述集水槽的最低点，在所述集水槽的最低点处开设一与所述出水口连通的出水孔，并通过连接管将所述出水口与集水容器进行连接。

优选地，上述技术方案中，在所述集水槽的底面的后侧自左向右间隔的开设有若干个安装孔，每个所述安装孔上插设有一安装杆，将所述过滤网固定于所述安装杆的后侧，最后在所述集水区的顶部安装盖体。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明径流场的隔离边墙包括四个墙体，四个墙体相互拼接围成一个长方形的监测区，结构简单，且集水区和径流区之间设置有挡土过滤墙，以用于阻挡泥土和过滤枯枝落叶，便于径流量的收集，减小径流量的收集误差，从而减小实验误差

2.本发明径流场的隔离边墙采用立柱与横梁围成框架结构，再将隔水板安装在该框架结构上，提高隔离边墙的结构强度和稳定性，不易变形，便于边墙的围挡密闭，能够自由拆卸，重复利用，且隔水板的下端埋设于坡地内，以能更好地避免径流场内的水和径流场外的水发生交换，进一步减小实验误差。

3.本发明径流场的挡土过滤墙的前方设置有一过滤网，以过滤枯枝落叶，且挡土过滤墙的顶部低于过滤网的顶部和墙体的顶部，当径流量大时，径流能够从挡土过滤墙的顶部流入集水区，防止外溢；当径流量小时，径流可从挡土过滤墙的过滤孔中流入集水区，进一步减小实验误差。

4.本发明径流场的集水区的顶部设置有一盖体，集水槽的腔体的后侧开口与过滤网对应，便于雨水的收集和观测，且能够在降雨天气，防止雨水掉落至集水区内，进一步减小径流量收集误差。

5.本发明径流场的集水区内的后侧自左向右间隔的设置有若干个安装杆，每个安装杆的下端埋插于坡地上，过滤网固定于安装杆上，以提高过滤网安装的牢固性，且挡土过滤墙能够紧贴过滤网，从而提高挡土过滤墙安装的牢固性，防止在径流量较大时冲垮挡土过滤墙和过滤网。

6.本发明径流场的制作方法简单，建设周期短，工程创伤面小，不改变原有土壤结构，能够自由拆卸和重复利用，节约资源；集水区的立柱的安装密度可根据需要进行调整，且集水槽能够通过安装杆以及周边墙体进行固定，提高稳定性，避免在降雨量大或台风等天气产生的较大的径流量冲垮集水区。

附图说明

图1是根据本发明的简易径流场的结构示意图。

图2是根据本发明的图1的a-a线剖视示意图。

图3是根据本发明的集水槽的展开结构示意图。

主要附图标记说明：

1-径流区，2-隔离边墙，3-挡土过滤墙，4-集水区，5-横梁，6-立柱，7-隔水板，8-坡地，9-多孔砖，10-过滤网，11-安装杆，12-集水槽，13-出水孔，14-螺钉，15-水平台阶，16-盖体，17-安装孔，18-底面，19-右侧面，20-左侧面，21-连接部，22-前侧面。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图3显示了根据本发明优选实施方式的一种简易径流场的结构示意图，该径流场包括隔离边墙2、径流区1和集水区4。参考图1，隔离边墙2设置于坡地8上，且坡地8自前至后向上倾斜。隔离边墙2包括四个墙体，四个墙体围成一长方形状的监测区，监测区通过一挡土过滤墙3分隔成径流区1和集水区4，径流区1和集水区4的大小根据实际实验需求进行设计，集水区4位于径流区1的前面，以收集径流区1内的径流量，且集水区4设置有一出水口，以便于将集水区4内收集到的雨水输送至外界的集水容器中。本发明径流场的隔离边墙2包括四个墙体，四个墙体相互拼接围成一个长方形的监测区，结构简单，且集水区4和径流区1之间设置有挡土过滤墙3，以用于阻挡径流区1和集水区4相连断面泥土随径流流入集水区4和过滤径流区1内随径流流下来的枯枝落叶，便于雨水的收集和观察，以减小径流量和泥沙量的收集误差，从而减小实验误差。

参考图1和图2，优选地，每个墙体包括若干个立柱6、横梁5和隔水板7，所有的立柱6间隔的埋插于坡地8上，所有的立柱6的内侧通过横梁5连接在一起，隔水板7安装在横梁5的内侧，且隔水板7的下端埋设于坡地8内。本发明径流场的隔离边墙2采用立柱6与横梁5围成框架结构，再将隔水板7安装在该框架结构上，提高隔离边墙2的结构强度和稳定性，不易变形，便于边墙的围挡密闭，能够自由拆卸，重复利用，且隔水板7的下端埋设于坡地8内，以能更好地避免径流场内的水和径流场外的水发生交换，进一步减小实验误差。

参考图2，优选地，挡土过滤墙3的前方设置有一过滤网10，以过滤枯枝落叶，且挡土过滤墙3的顶部低于过滤网10的顶部和墙体的顶部，即挡土过滤墙3的顶部低于过滤网10的顶部，同时也低于其左右两侧的隔水板7的顶部，且挡土过滤墙3的顶部高于径流区1的前侧的坡面。当径流量比较大时，径流能够从挡土过滤墙3的顶部流入集水区4，防止外溢；当径流量小时，径流能够从挡土过滤墙3的过滤孔中流入集水区4，进一步减小实验误差。进一步优选地，挡土过滤墙3由若干个多孔砖9砌成，且所有的多孔砖9的通孔连通集水区4和径流区1，能够有效阻挡集水区4和径流区1相连土壤断面的泥土随径流流入集水区4，同时又不影响径流区1产生的径流流入集水区4，可减小径流量和泥沙量的实验误差。过滤网10为不锈钢网，以利于固定和安装。

继续参考图2，优选地，该径流场还包括集水槽12，集水槽12安装于集水区4内，集水槽12设置有顶部和后侧均开口的腔体，且腔体的后侧开口与过滤网10对应，便于雨水的收集和观测。集水槽12的底部设置有一与出水口连通的出水孔13，以与外部集水容器进行连接。其中，集水容器可为带盖的容器，也可为翻斗式自记流量计，以便于雨水的收集和计量。

继续参考图2，优选地，集水区4的顶部设置有一盖体16，以盖住集水区4，在降雨天气，盖体16能够防止雨水掉落至集水区4内，进一步减小径流量收集误差。集水区4的后侧自左向右间隔的设置有若干个安装杆11，且每个安装杆11的下端埋插于坡地8上，过滤网10固定于安装杆11上，以提高过滤网10安装的牢固性，且挡土过滤墙3能够紧贴过滤网10，从而提高挡土过滤墙3安装的牢固性，防止在径流量较大时冲垮挡土过滤墙3和过滤网10。进一步优选地，为了利于盖体16上的雨水流到外界环境中且防止其流入径流区1内，盖体16自前至后向上倾斜，并用绑扎带固定于四周立柱6上，便于盖体16的打开和关闭，以利于集水槽12内土壤等杂物的清除。

继续参考图2，优选地，该径流场的隔水板7和集水槽12均由彩涂钢板制成，且该径流场的立柱6、横梁5和安装杆11均为镀锌管，便于径流场的组合安装，强度大，不易变形，耐腐防锈，进一步提高径流场的结构强度。其中，隔离边墙2的每个墙体可由一块隔水板7构成，也可由若干个隔水板7构成，为了便于隔水板7的运输和拆装，每个墙体由若干个隔水板7拼接而成；立柱6和横梁5可根据需求选用不同规格的镀锌矩形管，安装杆11可根据需求选用不同规格的镀锌圆管，且镀锌管和彩涂钢板可根据需要进行裁剪，所有裁剪的彩涂钢板和镀锌管在切口处刷上防锈银粉。

参考图1至图2，一种简易径流场的制作方法，包括以下步骤：

1)在坡地8上根据实验所需的径流场的监测区的规格放线，并在监测区的外围边线的外侧挖沟；

2)在监测区的每一边线的沟内安装对应的墙体，再将泥土回填至沟中；

3)将挡土过滤墙3安装于监测区内以分隔出集水区4与径流区1，并在集水区4开设出水口。

继续参考图1至图2，上述制作方法中，优选地，每个墙体包括若干个立柱6、横梁5和隔水板7，安装墙体时，先在监测区的每一边线的沟内安装对应的墙体的立柱6，然后在每个墙体的立柱6的内侧安装横梁5，接着在每个墙体的横梁5的内侧安装隔水板7，且使每个墙体的隔水板7的下端位于相应的沟内，最后将泥土回填至沟中。

继续参考图1至图2，上述制作方法中，优选地，安装挡土过滤墙3时，在挡土过滤墙3的前面安装过滤网10，且使挡土过滤墙3的顶部低于过滤网10的顶部和墙体的顶部，挡土过滤墙3的顶部高于径流区1的前侧的坡面，过滤网10和挡土过滤墙3两者结合能够阻挡径流区1的泥土随径流流入集水区4，同时又不影响径流区1产生的径流流入集水区4，并且在径流量较大时，能够使径流通过挡土过滤墙3的顶部透过过滤网10流入集水区4，防止外溢，在径流量较小时，能够使径流通过挡土过滤墙3中的孔透过过滤网10流入集水区4。

继续参考图1至图2，上述制作方法中，优选地，制作集水槽12，并根据集水槽12的规格在集水区4内开挖水平台，水平台的底面低于径流区1的坡面，然后将水平台的底面的土夯实并形成前低后高的缓坡，将集水槽12安装于水平台内，确定集水槽12的最低点，在集水槽12的最低点处开设一与出水口连通的出水孔13，并通过连接管将出水口与集水容器进行连接，以利于雨水的收集、观测和排出。为了便于工作人员对集水槽12内的径流量进行观察，将开挖水平台的泥土填至集水区4的前侧的墙体的前方，以形成一水平台阶15。

继续参考图1至图2，上述制作方法中，优选地，在集水槽12的底面的后侧自左向右间隔的开设有若干个安装孔17，每个安装孔17上插设有一安装杆11，即每个安装杆11的下端通过相应的安装孔17插入到坡地8内，将过滤网10固定于安装杆11的后侧，最后在集水区4的顶部安装盖体16，用安装杆11固定集水槽12和过滤网10，提高过滤网10和集水槽12安装的稳定性，防止在径流量较大时冲垮集水区4。

本发明的隔离边墙2的立柱6的密度可根据需要进行调整，为了进一步提高集水区4的稳定性能，可减小集水区4周边的立柱6之间的距离，防止在降雨量大或台风等天气所产生的较大的径流量冲垮集水区4。隔水板7与横梁5之间可通过焊接或卡接的连接方式进行连接，也可通过螺钉14进行连接，为了便于拆装以及提高连接的稳定性，隔水板7和横梁5通过螺钉14进行连接，而隔水板7之间的接缝通过玻璃胶进行密封，防止发生外水内流和内水外流的现象，减小试验误差。

本发明径流场的集水槽12由彩涂钢板制成，其制作方法可一体成型，也可由多个钢板焊接而成，还可如图3所示，将彩涂钢板裁剪成实验所需规格的矩形彩涂钢板，并在该矩形彩涂钢板上画线，画出集水槽12的底面18、左侧面20、右侧面19、前侧面22以及连接部21，并在底面18的后侧等间隔的画出安装孔17的位置；然后在左侧面20与前侧面22之间的连接部21以及右侧面19之间的连接部21由外向内沿着对角线进行剪切，并在底面18上根据安装孔17的位置进行打孔；再将左侧面20、右侧面19和前侧面22向上弯曲，连接部21与集水槽12的侧面重合并涂上玻璃胶，最后将集水槽12固定在集水区4内，为了提高集水槽12安装的稳定性，将集水槽12前侧面固定在墙体的横梁5上。制作与该集水区4的顶部相对应的盖体16，且安装时使盖体16自前至后向上倾斜，并将盖体16用绑扎带固定在四周的立柱6上。

采用本发明径流场的制作方法简单，建设周期短，工程创伤面小，不改变原有土壤结构，能够自由拆卸和重复利用，节约资源；集水区4的立柱6的安装密度可根据需要进行调整，且集水槽12的前侧面通过与隔离边墙的横梁5进行固定，集水槽12的底面的后侧通过安装杆11进行固定，挡土过滤墙3通过安装杆11进行固定，提高稳定性，避免在降雨量大或台风等天气所产生的较大的径流量冲垮集水区4。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。