[發明專利]移動式水土流失實驗室

有效

• 申請號: 200910061200.7
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101514911A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 張平倉;師哲;趙健;丁文峰;孫厚才;王一峰
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01N33/24;G05B19/418
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及一種用于水土流失基礎研究和水土流失區動態監測的移動式水土流失實驗室，它是一種車載使用自帶電源、自帶供水和循環系統、全自動調控降雨器、水土流失試驗監測系統的綜合裝置。

技術背景

水土流失是我國面臨的一個重要的生態環境問題，水土保持基礎研究和水土流失區的動態監測必須進行大量的野外現場科學試驗觀測。坡面土壤侵蝕的實驗和觀測是水土保持的基礎內容，為此需要一種快速現場降雨侵蝕實驗及結果測量綜合試驗平臺裝置，它可以使各個不同實驗現場(包括原狀土、擾動土)水土保持科學試驗達到準確、快速、方便、全自動一體化。

傳統的水土流失預測方法是在野外建立不同坡度、不同植被覆蓋條件下的徑流小區，利用天然降雨對坡面土壤侵蝕過程進行觀測，這種方法周期長、資金和人力投入高。目前國內外基本采用人工模擬自然降雨，通過測定降雨強度、土壤侵蝕量，研究其雨型、下墊面條件和不同地表處理的土壤侵蝕規律，從而正確確定水土流失量，建立侵蝕模型，實現對水土流失區的動態監測。常用野外作業的模擬降雨器需要動力輸出和大型運輸設備，不便攜帶，移動性差，組合及裝卸非常不便。降雨強度等指標需要在現場率定。實驗操作和試驗成果獲取及后期處理周期長、工作量大，因此使用受到較大限制。

發明內容

為了克服現有各種野外水土流失試驗方法和實驗設備移動性差，控制復雜，試驗費時、費力的缺點。本發明提供了一種移動式水土流失實驗室。

本發明的目的是通過如下措施來達到的：移動式水土流失實驗室，其特征在于它包括動力及移動牽引車、可變坡實驗槽、下噴式降雨器、供水系統、水土流失監測系統，所述的動力及移動牽引車包括動力牽引車、車載發電機和外接電源，動力牽引車包括駕駛室和車廂，以及位于駕駛室和車廂之間的試驗控制室，車載發電機和外接電源位于動力牽引車上；可變坡實驗槽位于車廂內，下噴式降雨器固定在可變坡實驗槽上，供水系統與下噴式降雨器連接，水土流失監測系統位于試驗控制室內；水土流失監測系統包括分流器、泥沙流量變送器、數據采集管理器；分流器與可變坡實驗槽上的出水口連接，泥沙流量變送器與分流器連接，數據采集管理器連接泥沙流量變送器。

在上述技術方案中，所述可變坡實驗槽由液壓油缸和實驗槽組成，液壓油缸包括液壓桿和液壓立桿，液壓桿的一端固定在車廂底板上，液壓桿的另一端位于實驗槽的中部位置，液壓立桿位于實驗槽的外周兩側并對稱布置；下噴式降雨器由降雨噴頭、壓力控制器、降雨器擺動裝置和回水系統組成；供水系統包括水箱、水泵；水泵通過管道連接水箱，水箱內通出的導管連接分水器，分水器上有壓力控制器，分水器與活動橫桿連接，降雨噴頭固定在活動橫桿上，降雨噴頭上有余水回收器通過回水管通入水箱，分水器與回水管連接，回水管與水箱連接。

在上述技術方案中，所述降雨器擺動裝置包括依次順序連接的調頻器、電機、曲軸、連桿、搖臂，降雨控制器的一端連接降雨噴頭，降雨控制器的另一端連接調頻器，調頻器連接電源。

在上述技術方案中，所述試驗控制室內還包括土壤分析儀，供水控制器、配電柜、變坡控制器、電子天平、降雨控制器。

在上述技術方案中，所述液壓桿與實驗槽之間的角度變化范圍為0-30°。

本發明移動式水土流失實驗室，提供一種車載的、可移動并使用自帶電源、自帶供水和循環系統、全自動調控搖擺下噴式降雨器和水土流失自動監測系統。它可以在車載和自帶動力(發電機和水泵)情況下，方便移動于各種野外試驗現場，測控系統對降雨高度、降雨強度以及變坡實驗槽進行調控，使用操作方便，測控精度高，對觀測測量結果進行實時測量、存儲。降雨強度連續變化范圍大，雨滴大小控制范圍寬，降雨均勻度系數較高，可任意降雨歷時。該系統首先采用自動測控系統，可現場實時在線顯示存儲模擬降雨器的動態變化及曲線，節省大量率定和驗證時間。

附圖說明

圖1為本發明移動式水土流失實驗室組成框圖。

圖2為本發明系統工作原理邏輯框圖。

圖3為本發明整體結構示意圖。

圖4為本發明工作狀態結構圖(支撐狀態)。

圖5為本發明中儲水和供水部分的連接結構圖。

圖6為本發明中降雨器擺動裝置的結構圖。

圖7為本發明中試驗控室內的裝置示意圖。