[發明專利]一種用于溝坡重力侵蝕現場試驗的觀測方法

有效

• 申請號: 201310422447.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103487566A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 徐向舟;郭文召;馬亮;嚴橋
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

1.一種用于溝坡重力侵蝕現場試驗的觀測方法，其特征在于，該方法使用的裝置包括野外試驗室、溝坡地形、降雨模擬裝置和重力侵蝕觀測裝置四個部分；

野外試驗室：包括可組裝的野外試驗室和放置在試驗室內的可移動防雨觀測室；

溝坡地形：溝坡地形在野外溝坡侵蝕現場的可組裝的野外試驗室內，根據研究區域典型地貌特征，“切”出概化的坡面，并用鋼板樁邊墻將此概化地形與周圍環境隔開；鋼板樁邊墻之間用螺栓連接，且連接處嵌入止水的密封條；以可插入、拔出式組合鋼板樁為邊墻，分隔出一定尺度的觀測面，防止該觀測面與觀測區域外的地表徑流和地下水交流；鋼板樁面向溝坡地形的內側面上標注有長度刻度，以供地形數據處理建模時定位；

降雨模擬裝置：包括三桶穩壓供水器、可移動可組裝多微噴頭組合式降雨器和集水槽等構件；三桶穩壓供水器中的大桶放在地勢較高的位置，用于沉淀和儲存清水，并通過連通管將清水輸入中桶；作為穩壓水箱的小桶容積較小，置于中桶內；當潛水泵B將清水由中桶內輸運到小桶中時，部分清水溢出，其余部分由潛水泵A供給到降雨器中，以保持固定的水位向降雨器供水；

重力侵蝕觀測裝置：包括地貌儀主機、可移動可組裝的崩滑面觀測支架和視線校準器；觀測支架通過螺栓固定在柱墩上，觀測支架上均布一字線激光器；一字線激光器上發出豎直且平行于陡坡坡向的激光平面，用于標示降雨過程中陡坡的崩滑面形態；觀測支架上方正中固定有支撐桿，支撐桿上有安裝有DV攝像機；打點激光器與DV固定，且發出的激光線與DV視線平行；

試驗方法的具體步驟如下：

調整DV的視線角度，使DV視線與地貌儀主機發出的激光平面垂直，并用視線校準器進行檢驗；視線校準器是用于驗證地貌儀主機發出的激光平面與DV視線是否垂直的裝置，在每次降雨前檢驗DV視線與激光平面是否垂直；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫桿上，集光盒可沿著橫桿的滑槽移動；調整校準器支架上的固定螺栓，實現集光盒在豎直方向上的上下移動；集光盒的底部安裝有反射鏡；側壁由透明材料制作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線，平行線的間距與地貌儀激光平面間距一致；激光盒底部安裝有反射鏡；當主機發出的激光平面與DV視線垂直時，激光平面在集光盒側壁上的投影與集光盒側壁上的不透明平行線重合，且打點激光器發出的激光線經鏡面反射后，正好返回到打點激光器上；

可移動防雨觀測室的框架采用金屬結構、用螺栓連接；觀測室上部和頂棚不透水，地貌儀的主機和監視器等儀器都放在該觀測室中，從而使地貌儀主機的發光面不至于沾上雨水，以保證投射在陡坡地形激光線的清晰度；

降雨開始前，在DV鏡頭上安裝防霧濾鏡，并調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳；每次侵蝕試驗前，先把試驗區鋪上塑料布，率定降雨強度；然后開啟地貌儀，揭開塑料布，開始計時，正式進行侵蝕試驗；試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片；每次試驗結束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。

2.根據權利要求1所述的觀測方法，其特征在于,視線校準器由校準器支架（11-1）和帶滑輪的集光盒（11-2）組成；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫桿上，集光盒可沿著橫桿的滑槽移動；集光盒的底部安裝有反射鏡（11-3）；側壁由透明材料制作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線（11-4）。

3.根據權利要求1或2所述的觀測方法，其特征在于,在地勢較低的坡面上安裝有加長柱（4-8），帳篷柱通過固定螺栓（4-10）與加長柱連接；加長柱沿高度方向上有多個等距的連接孔（4-9），當帳篷柱與加長柱不同位置的連接孔固定，獲得多種加長效果。

4.根據權利要求1或2所述的觀測方法，其特征在于，降雨器由多個獨立、可組裝的單體構成；每個單體包括降雨器支架（2-3）和降雨器管網（2-4）；降雨器支架包括2個門形的立式支架和1個帶卡口的水平支架；立式支架通過螺栓固定在柱墩上；水平支架通過支架四角的倒U形卡口與立式支架相連；降雨器管網綁扎在水平支架下方，管網上均布下噴式微噴頭。

5.根據權利要求3所述的觀測方法，其特征在于，降雨器由多個獨立、可組裝的單體構成；每個單體包括降雨器支架（2-3）和降雨器管網（2-4）；降雨器支架包括2個門形的立式支架和1個帶卡口的水平支架；立式支架通過螺栓固定在柱墩上；水平支架通過支架四角的倒U形卡口與立式支架相連；降雨器管網綁扎在水平支架下方，管網上均布下噴式微噴頭。