全文摘要
本实用新型公开了一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，由装填土壤的箱体、地表径流导流部件、分层壤中流导流系统、可移动底座及坡度升降系统部件组成。填土壤的箱体为钢材制作长方体槽体；地表径流导流部件为“Y”字型地表集流槽；分层壤中流导流系统包括分隔层、分层不锈钢隔水挡板、插槽、PYC带孔透水板、砾石过滤层、壤中流导流管；可移动底座及坡度升降系统包括底座、聚酯轮胎、液压升降系统。本实用新型具有结构简单，操作方便，成本低廉等特点，能够准确将降雨试验过程中地表径流和各土层的壤中流分离导出，可用于人工模拟降雨条件下的水土流失及径流分层输移规律研究，具有较好的推广应用前景。
主设计要求
1.一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，由装填土壤的箱体、地表径流导流部件、分层壤中流导流系统、可移动底座及坡度升降系统部件组成；所述装填土壤的箱体为钢材制作长方体槽体；所述地表径流导流部件为“Y”字型地表集流槽；所述可移动底座及坡度升降系统包括底座、聚酯轮胎、液压升降系统；其特征在于：长方体槽体正前方外壁侧面设有“Y”字型地表集流槽，长方体槽体内壁侧面设有分层壤中流导流系统，钢材制作长方体槽体底端通过液压升降系统连接底座，底座下端设有四个聚酯轮胎。
设计方案
1.一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，由装填土壤的箱体、地表径流导流部件、分层壤中流导流系统、可移动底座及坡度升降系统部件组成；所述装填土壤的箱体为钢材制作长方体槽体；所述地表径流导流部件为“Y”字型地表集流槽；所述可移动底座及坡度升降系统包括底座、聚酯轮胎、液压升降系统；其特征在于：长方体槽体正前方外壁侧面设有“Y”字型地表集流槽，长方体槽体内壁侧面设有分层壤中流导流系统，钢材制作长方体槽体底端通过液压升降系统连接底座，底座下端设有四个聚酯轮胎。
2.根据权利要求1所述的一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，其特征在于：所述分层壤中流导流系统包括土面下0-20cm深度壤中流导出系统、土面下20-40cm深度壤中流导出系统、土面下40-60cm深度和底板基流处壤中流导出系统；其中土面下0-20cm深度壤中流导出系统包括分隔层、壤中流出流孔、分层不锈钢隔板和砾石过滤层；土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤和底板基流处壤中流导出系统包括分隔层、壤中流出流孔、分层不锈钢隔板、砾石过滤层、插槽和PYC带孔透水板；底板基流处壤中流导出系统包括厚5cm厚粗砂层、带孔尼龙网布和“Y”字型底板壤中流导流口；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽内壁侧面焊接分隔层，分隔层右侧稍低于左侧，在分隔层低侧处设有壤中流出流孔，分隔层上面放有分层不锈钢隔板，分层不锈钢隔板内侧放有砾石过滤层；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽内壁侧面焊接分隔层，分隔层右侧稍低于左侧，在分隔层低侧处设有壤中流出流孔，分隔层上面放有分层不锈钢隔板，在分层不锈钢隔板正中间设置插槽，插槽内设置PYC带孔透水板，PYC带孔透水板与壤中流出流孔一侧放有砾石过滤层，PYC带孔透水板另外一侧填筑土体；其中底板基流处壤中流导出系统中，厚5cm厚粗砂层设置在长方体钢槽底端，厚5cm厚粗砂层上面放有带孔尼龙网布，厚5cm厚粗砂层一侧设有“Y”字型底板壤中流导流口，其中“Y”字型底板壤中流导流口和“Y”字型地表集流槽同侧。
3.根据权利要求1所述的一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，其特征在于：所述装填土壤的箱体包括高度75cm的长方体钢槽，钢槽高出地表径流集流槽地板10cm，可装填粗砂层高度为5cm，可装填土壤层高度60cm。
4.根据权利要求1所述的一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，其特征在于：所述“Y”字型地表集流槽底部与可装填土壤的箱体65cm高处齐平，有10cm高围埂。
5.根据权利要求2所述的一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，其特征在于：所述不锈钢挡板放置于分隔层上，其长度与钢槽等宽，宽为钢槽长度5％以内。
6.根据权利要求1所述的一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，其特征在于：所述可移动底座及坡度升降系统中，坡度调节范围为0～30°，坡度调整精度约1°。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于水土保持、坡面水文学领域，涉及一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置。
背景技术
地表径流和壤中流是坡面降雨-产流的重要组成部分，是造成坡面水土流失及养分流失载体。南方红壤区由于蓄满产流、土体分层的特点极容易产生壤中流，当土壤饱和后坡面土壤水分从入渗性大的土体到入渗性小的土体界面以及不透水层界面时，水分容易蓄积形成侧向移动的壤中流。地表径流和壤中流形成不仅改变土壤水分分配，甚至携带大量面源污染物。因此，地表径流及分层壤中流的研究对于阐明坡面水文过程、溶质迁移具有重要意义。
如何地表径流垂直入渗对壤中流的影响，如何将不同土层壤中流严格区分开、分层导出是一个技术难点。目前，国内外没有很好的区分开不同分层径流的试验装置，因此需要研制观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置。
发明内容
本实用新型为解决研究过程中各土层壤中流区分及分层导出的难点，设计了一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，适用于人工模拟降雨下坡面水土流失及径流分层输移规律的研究试验。
为达到以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，由装填土壤的箱体、地表径流导流部件、分层壤中流导流系统、可移动底座及坡度升降系统部件组成；所述装填土壤的箱体为钢材制作长方体槽体；所述地表径流导流部件为“Y”字型地表集流槽；所述可移动底座及坡度升降系统包括底座、聚酯轮胎、液压升降系统；其特征在于：长方体槽体正前方外壁侧面设有“Y”字型地表集流槽，长方体槽体内壁侧面设有分层壤中流导流系统，钢材制作长方体槽体底端通过液压升降系统连接底座，底座下端设有四个聚酯轮胎。
进一步的，本实用新型所述分层壤中流导流系统包括土面下0-20cm深度壤中流导出系统、土面下20-40cm深度壤中流导出系统、土面下40-60cm深度和底板基流处壤中流导出系统；其中土面下0-20cm深度壤中流导出系统包括分隔层、壤中流出流孔、分层不锈钢隔板和砾石过滤层；土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤和底板基流处壤中流导出系统包括分隔层、壤中流出流孔、分层不锈钢隔板、砾石过滤层、插槽和PYC带孔透水板；底板基流处壤中流导出系统包括厚5cm厚粗砂层、带孔尼龙网布和“Y”字型底板壤中流导流口；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽内壁侧面焊接分隔层，分隔层右侧稍低于左侧，在分隔层低侧处设有壤中流出流孔，分隔层上面放有分层不锈钢隔板，分层不锈钢隔板内侧放有砾石过滤层；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽内壁侧面焊接分隔层，分隔层右侧稍低于左侧，在分隔层低侧处设有壤中流出流孔，分隔层上面放有分层不锈钢隔板，在分层不锈钢隔板正中间设置插槽，插槽内设置PYC带孔透水板，PYC带孔透水板与壤中流出流孔一侧放有砾石过滤层，PYC带孔透水板另外一侧填筑土体；其中底板基流处壤中流导出系统中，厚5cm厚粗砂层设置在长方体钢槽底端，厚5cm厚粗砂层上面放有带孔尼龙网布，厚5cm厚粗砂层一侧设有“Y”字型底板壤中流导流口，其中“Y”字型底板壤中流导流口和“Y”字型地表集流槽同侧。
进一步的，本实用新型所述装填土壤的箱体包括高度75cm的长方体钢槽，钢槽高出地表径流集流槽地板10cm，可装填粗砂层高度为5cm，可装填土壤层高度60cm。
进一步的，本实用新型所述“Y”字型地表集流槽底部与可装填土壤的箱体65cm高处齐平，有10cm高围埂。
进一步的，本实用新型所述分层壤中流导流系统包括土面下0-20cm深度壤中流导出系统、土面下20-40cm深度壤中流导出系统、土面下40-60cm深度和底板基流处壤中流导出系统，主要目的是将不同层壤中流区分导出。
进一步的，本实用新型所述不锈钢挡板放置于分隔层上，其长度与钢槽等宽，宽为钢槽长度5％以内。
进一步的，本实用新型所述可移动底座及坡度升降系统中，坡度调节范围为0～30°，坡度调整精度约1°。
一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置的使用方法，其特征在于：
(1)正式使用观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置前，需按照土面下0-20cm深度、土面下20-40cm深度、土面下40-60cm深度和底板基流处壤分层填入试验土，并将土体平整、压实；
(2)填筑土体完成后，启动液压升降装置，将坡度调节为预设坡度，随后方可进行试验；
(3)在降雨试验过程中，地表径流及泥沙从“Y”字型地表集流槽导出，0-20cm、20-40cm、40-60cm深度壤中流从各土层壤中流出流口导出，底板基流处壤中流由“Y”字型底板壤中流导流口；
(4)观测收集地表径流及分层壤中流，准确将地表径流和各土层的壤中流分离导出，用于人工模拟降雨条件下的水土流失及径流分层输移规律研究。
本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过设置地表径流导流部件、分层壤中流导流系统，利用不锈钢挡板、砾石过滤层及PYC带孔透水板的组合方式来区分、过滤并收集土体中各层蓄积的侧向流，从而实现观测收集地表径流及分层壤中流的目的。(2)本实用新型具有结构简单，操作方便，成本低廉等特点，能够准确将降雨试验过程中地表径流和各土层的壤中流分离导出，可用于人工模拟降雨条件下的水土流失及径流分层输移规律研究，具有较好的推广应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的试验装置结构示意图。
图2为本实用新型试验装置的立面图。
在图中，长方体钢槽(1)，“Y”字型地表集流槽(2)，分隔层(3)，壤中流出流孔(4)，分层不锈钢隔板(5)，砾石过滤层(6)，插槽(7)，PYC带孔透水板(8)，厚5cm厚粗砂层(9)，带孔尼龙网布(10)，“Y”字型底板壤中流导流口(11)，底座(12)，聚酯轮胎(13)，液压升降系统(14)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明：一种观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置，由装填土壤的箱体、地表径流导流部件、分层壤中流导流系统、可移动底座及坡度升降系统部件组成；所述装填土壤的箱体为钢材制作长方体槽体1；所述地表径流导流部件为“Y”字型地表集流槽2；所述可移动底座及坡度升降系统包括底座12、聚酯轮胎13、液压升降系统14；其特征在于：长方体槽体1正前方外壁侧面设有“Y”字型地表集流槽2，槽体1内壁侧面设有分层壤中流导流系统，钢材制作长方体槽体1底端通过液压升降系统14连接底座12，底座12下端设有四个聚酯轮胎13。
进一步的，本实用新型所述分层壤中流导流系统包括土面下0-20cm深度壤中流导出系统、土面下20-40cm深度壤中流导出系统、土面下40-60cm深度和底板基流处壤中流导出系统；其中土面下0-20cm深度壤中流导出系统包括分隔层3、壤中流出流孔4、分层不锈钢隔板5和砾石过滤层6；土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤和底板基流处壤中流导出系统包括分隔层3、壤中流出流孔4、分层不锈钢隔板5、砾石过滤层6、插槽7和PYC带孔透水板8；底板基流处壤中流导出系统包括厚5cm厚粗砂层9、带孔尼龙网布10和“Y”字型底板壤中流导流口11；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽1内壁侧面焊接分隔层3，分隔层3右侧稍低于左侧，在分隔层3低侧处设有壤中流出流孔4，分隔层3上面放有分层不锈钢隔板5，分层不锈钢隔板5内侧放有砾石过滤层6；其中土面下20-40cm深度壤中流导出系统和土面下40-60cm深度壤中流导出系统中，长方体钢槽1内壁侧面焊接分隔层3，分隔层3右侧稍低于左侧，在分隔层3低侧处设有壤中流出流孔4，分隔层3上面放有分层不锈钢隔板5，在分层不锈钢隔板5正中间设置插槽7，插槽7内设置PYC带孔透水板8，PYC带孔透水板8与壤中流出流一侧放有砾石过滤层6，PYC带孔透水板8另外一侧填筑土体；其中底板基流处壤中流导出系统中，厚5cm厚粗砂层9设置在长方体钢槽1底端，厚5cm厚粗砂层9上面放有带孔尼龙网布10，厚5cm厚粗砂层一侧设有“Y”字型底板壤中流导流口11，其中“Y”字型底板壤中流导流口11和“Y”字型地表集流槽2同侧。
正式使用观测地表径流及分层壤中流的可移动变坡试验装置前需分层填入试验土，并将土体平整、压实。填筑土体完成后启动液压升降装置(14)，将坡度调节为预设坡度，随后方可进行试验。在降雨试验过程中，地表径流及泥沙从“Y”字型地表集流槽(2)导出，0-20cm、20-40cm、40-60cm深度壤中流从各土层壤中流出流口(4)导出，底板基流处壤中流由“Y”字型底板壤中流导流口(11)。具体的径流采样频次可依据试验设计方案以及实际出流量的大小进行调整。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920071419.4
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:36(江西)
授权编号:CN209387463U
授权时间:20190913
主分类号:G01N 13/04
专利分类号:G01N13/04;G01N33/24
范畴分类:31E;
申请人:江西省水土保持科学研究院
第一申请人:江西省水土保持科学研究院
申请人地址:330029 江西省南昌市青山湖南大道290号
发明人:陈晓安;徐铭泽;张龙;刘艳;沈发兴;熊永;陈浩;蔡袁海
第一发明人:陈晓安
当前权利人:江西省水土保持科学研究院
代理人:吴称生
代理机构:36137
代理机构编号:南昌丰择知识产权代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：土壤分层论文;