[實(shí)用新型]一種水力侵蝕運(yùn)移過程物理模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920112783.0
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN209496032U
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平倉;黃金權(quán);胡波;王一峰;董林垚;崔豪;童曉霞;李昊;任亮;李建明;喻志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 長江水利委員會長江科學(xué)院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

本實(shí)用新型提供一種水力侵蝕運(yùn)移過程物理模擬裝置，包括底座、設(shè)于底座上的溝道系統(tǒng)、設(shè)于溝道系統(tǒng)中的定向動力驅(qū)動裝置、以及設(shè)于溝道系統(tǒng)上部的過程降雨模擬裝置，所述溝道系統(tǒng)由多條溝道組成閉合循環(huán)回路，相鄰溝道形成弧形溝道連接處，外側(cè)弧形溝道處設(shè)置定向動力驅(qū)動裝置，所述過程降雨模擬裝置按規(guī)程固定安裝在任一溝道上，用于人工模擬降雨。本實(shí)用新型克服了自然條件下對水力侵蝕運(yùn)移過程參數(shù)進(jìn)行有效觀測的不確定性，進(jìn)而為水力侵蝕運(yùn)移過程相關(guān)機(jī)理研究提供了有效方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土壤侵蝕過程及其環(huán)境效應(yīng)觀測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水力侵蝕運(yùn)移過程物理模擬裝置。

背景技術(shù)

土壤水力侵蝕不僅造成水土資源流失，而且其帶來的面源污染已成為破壞水生態(tài)環(huán)境的重要污染物來源。然而，由于自然水文過程的復(fù)雜性和不確定性，自然條件下實(shí)現(xiàn)對土壤水力侵蝕運(yùn)移過程的精準(zhǔn)觀測變得十分困難，尤其涉及到土壤水力侵蝕運(yùn)移過程中微觀環(huán)境要素及其效應(yīng)的觀測，現(xiàn)階段基本無法獲得可靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致土壤水力侵蝕運(yùn)移過程相關(guān)機(jī)理層面的研究因研究方法和技術(shù)工具的局限而受到限制，進(jìn)而給現(xiàn)階段水生態(tài)環(huán)境保護(hù)及區(qū)域碳循環(huán)過程控制與管理造成理論支撐上的瓶頸。鑒于此，研發(fā)一種基于自然過程的物理模擬模型裝置以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有效的觀測成為必要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于為了克服自然條件下實(shí)現(xiàn)對土壤水力侵蝕運(yùn)移過程參數(shù)進(jìn)行有效觀測的不確定性，提供一種水力侵蝕運(yùn)移過程物理模擬裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種水力侵蝕運(yùn)移過程物理模擬裝置，包括底座、設(shè)于底座上的溝道系統(tǒng)、設(shè)于溝道系統(tǒng)中的定向動力驅(qū)動裝置、以及設(shè)于溝道系統(tǒng)上部的過程降雨模擬裝置，所述溝道系統(tǒng)由多條溝道組成閉合循環(huán)回路，相鄰溝道形成弧形溝道連接處，外側(cè)弧形溝道處設(shè)置定向動力驅(qū)動裝置，所述定向動力驅(qū)動裝置用于提供水力侵蝕徑流-泥沙體系在溝道內(nèi)運(yùn)移的驅(qū)動力，所述過程降雨模擬裝置按規(guī)程固定安裝在任一溝道上，用于人工模擬降雨。

進(jìn)一步的，所述定向動力驅(qū)動裝置包括固定于外側(cè)弧形溝道壁板上邊緣的電動機(jī)固定板、固定于電動機(jī)固定板的電動機(jī)、攪拌葉片，所述攪拌葉片位于電動機(jī)固定板下方，固定安裝在所述電動機(jī)的傳動軸上形成攪拌渦輪。

進(jìn)一步的，所述底座包括平面底板及安裝在平面底板下部四角的支腳。

進(jìn)一步的，所述溝道為頂部不設(shè)蓋板的明渠溝道。

進(jìn)一步的，所述溝道系統(tǒng)由至少六條溝道組成閉合循環(huán)回路，分別是依次平行相連設(shè)置的第一溝道、第二溝道、第三溝道、第四溝道、第五溝道、第六溝道，相鄰溝道共形成五個弧形溝道連接處，其中內(nèi)側(cè)兩個，外側(cè)三個，所述溝道系統(tǒng)的最外側(cè)兩條溝道，即第一溝道和第六溝道，連通形成外側(cè)連通邊溝。

進(jìn)一步的，所述最外側(cè)溝道的外壁板設(shè)置有流速測量刻度線和徑流泥沙采集管陣列，所述流速測量刻度線設(shè)置在所述溝道最外側(cè)兩條溝道的外壁板外側(cè)，且位于所述徑流泥沙采集管陣列上方；所述徑流泥沙采集管陣列由多根管徑垂直于最外側(cè)溝道外壁板排列的徑流泥沙采集管組成。

進(jìn)一步的，所述徑流泥沙采集管陣列由四根豎向排列的徑流泥沙采集管組成，采樣管自下而上長度逐漸增加。

進(jìn)一步的，所述過程降雨模擬裝置為不設(shè)蓋板的長方體水槽，內(nèi)部寬度與所述溝道內(nèi)寬相當(dāng)，材質(zhì)為透明硬質(zhì)材料，所述過程降雨模擬裝置底部設(shè)置降雨模擬孔陣列，所述過程降雨模擬裝置底部設(shè)置固定卡槽，用于將所述過程降雨模擬裝置固定在所述溝道上。

進(jìn)一步的，所述過程降雨模擬裝置的側(cè)壁設(shè)有水量刻度線，用來記錄模擬降雨量。