[發明專利]二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統

有效

• 申請號: 201810575823.5
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108801589B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李立;王康;周群;張春風;葉鼎
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，包括二維坡面土壤箱裝置、供排水裝置、人工降雨裝置、樣本采集裝置、數據采集裝置，人工降雨裝置包括雨滴形成裝置及其供水裝置；二維坡面土壤裝置的箱體中從下到上依次分層埋有各種不同成分的土壤，用以模擬河床土壤成分，側壁設置有傳感器監測點，傳感器監測點中埋有傳感器的探針，供排水裝置向二維坡面土壤箱裝置的箱底供水及排水，樣本采集裝置對傳感器內部的水樣本進行采集；數據采集裝置采用工業控制器及其測量模塊，實現對TDR含水率、溫度、土壤基質勢的采集和測量，所采集的數據傳送給計算機處理，對地表-坡面土壤水運動入渠進行模擬和模型分析，還包括輔助裝置，輔助裝置包括水循環控制裝置，水循環控制裝置由河床坡面河流模擬裝置和循環水存儲裝置組成，河床坡面河流模擬裝置為梯形儲水管，水泵將梯形儲水管里的水輸送到位于高處的圓柱形水管中，重力作用下水排入回河床坡面河流模擬裝置中，形成水的循環流動模擬。

2.根據權利要求1所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，二維坡面土壤箱裝置采用空間立方梯形容器，所述梯形容器前側壁的材質為鋼化玻璃，后側壁為不銹鋼材料制成，在后側壁設置有傳感器監測點。

3.根據權利要求1或2所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，供排水裝置采用圓形儲水管柱，通過排水管連接到二維坡面土壤裝置的箱體底部，水管上設有相應的調節閥門，圓形儲水管柱內設有可移動的液位探針，地下水供排水自動控制電路對供排水裝置的供水、排水進行控制。

4.根據權利要求1或2所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，人工降雨裝置中供水裝置包括水泵、圓柱形儲水管，水泵將圓柱形儲水管中的水通過輸出水管連接到雨滴形成裝置，輸出水管上依次安裝有調節閥門和流速儀，雨滴形成裝置為安裝在二維坡面土壤箱裝置箱體上端的帶孔管道組。

5.根據權利要求1或2所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，樣本采集裝置包括塑料水管、真空泵、密封陶瓷頭，塑料水管的一端通過真空泵與傳感器連接，另一端延伸進密封陶瓷頭的內部。

6.根據權利要求1或2所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，工業控制器每個測量模塊可以采集8路數據，一個工業控制器最多可以安裝8塊測量模塊，實現共計64路不同類型土壤參量的測量。

7.根據權利要求3所述的二維坡面土壤、地表、地下水運動模擬實驗系統，其特征在于，當二維坡面土壤裝置的箱體內地下水位低于設定值時，閥門打開，開始供水，到達設定值時，閥門關閉，停止供水，同時記錄供水水量；當二維坡面土壤裝置的箱體內地下水水位高于設定值時，閥門自動打開排水，同時記錄排水量。