[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-09-12
• 公開（公告）號: CN111929425A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊波;柳博;張韜;鄭向群
• 申請（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明提出一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對斜坡散粒體結(jié)構(gòu)測量的問題。一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、實驗水槽和數(shù)據(jù)觀測器；供水系統(tǒng)包括支撐臺，支撐臺的上設(shè)有供水箱，供水箱內(nèi)安裝有水泵，水泵的一端穿透供水箱向外延伸并與設(shè)置在供水箱和實驗水槽之間的PVC管連接，PVC水管內(nèi)安裝有變頻器和電子流量計；實驗水槽為中空無蓋矩形，其內(nèi)是由穩(wěn)流前池區(qū)、消能區(qū)、閘門1、徑流實驗區(qū)和閘門2組成，消能區(qū)連通與穩(wěn)流前池區(qū)，閘門1位于消能區(qū)與徑流實驗區(qū)之間，閘門2位于徑流實驗區(qū)的尾部，徑流實驗區(qū)內(nèi)壁上安裝有數(shù)據(jù)觀測器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制工程領(lǐng)域，特別是指一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)，以用于提前預(yù)防散粒體的溜動所帶來的威脅。

背景技術(shù)

散粒體斜坡又稱“溜砂坡”，其物質(zhì)組成具有結(jié)構(gòu)松散,高壓縮,強透水,低粘結(jié)力等獨特的物理力學(xué)特征。其自穩(wěn)性差,復(fù)發(fā)性強,突發(fā)性高的成災(zāi)特點,對高寒山區(qū)公路,鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),安全運營有著非常重要的影響,甚至在局部地段起到至關(guān)重要的制約作用。溜砂坡主要在我國一些地區(qū)區(qū)域性分布，例如：西南和西北部，通常是由碎石、石和砂組成，在強風(fēng)化作用下形成的砂粒和碎屑由于自重及外力作用發(fā)生溜動，并在坡腳堆積形成的錐狀斜坡，因其幾乎沒有細粒和其他膠結(jié)物連接，而呈現(xiàn)出散體結(jié)構(gòu)，是一種常見的坡面地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，此類散粒體斜坡的物質(zhì)組成松散、孔隙率大、透水性強，以自然休止角停歇于坡腳，通常對外界擾動非常的敏感,常常發(fā)生大面積的碎石滑落。例如西南地區(qū)雨水充沛，夏季經(jīng)常出現(xiàn)強降雨，使得雨水在坡面上匯集產(chǎn)生徑流為斜坡上散粒體的溜動提供動力成為了引發(fā)泥石流的重要物源，對安全運行沿線的線性公路交通產(chǎn)生了威脅。同時由于散粒體變形破壞有明顯的突發(fā)性,因此對人身和財產(chǎn)安全造成很大的威脅。

由于散粒體斜坡的組成顆粒具有流動性，且坡面徑流是松散介質(zhì)斜坡上顆粒發(fā)生搬運滾動的水動力條件，所以坡面徑流對顆粒運動更是產(chǎn)生極大的影響。因此研究一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)對防治散粒體斜坡危害具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對斜坡散粒體測量的問題。本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)明確明了，一切展示在你的眼前，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的實現(xiàn)的：一種應(yīng)用于斜坡散粒體結(jié)構(gòu)的坡面徑流測量系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、實驗水槽和數(shù)據(jù)觀測器；

所述供水系統(tǒng)包括豎立于地面上的支撐臺，所述支撐臺的上方架設(shè)有供水箱，所述供水箱內(nèi)安裝有水泵，所述水泵的一端穿透所述供水箱向外延伸并與設(shè)置在所述供水箱和所述實驗水槽之間的所述PVC管連接，所述PVC水管內(nèi)安裝有變頻器和電子流量計，通過調(diào)節(jié)所述變頻器數(shù)據(jù)來讀取所述電子流量計的數(shù)據(jù)，以測得所述水泵當(dāng)時的抽水量；

所述實驗水槽為中空無蓋矩形，其內(nèi)是由穩(wěn)流前池區(qū)、消能區(qū)、閘門1、徑流實驗區(qū)和閘門2組成，所述消能區(qū)連通與所述穩(wěn)流前池區(qū)，所述閘門1位于所述消能區(qū)與所述徑流實驗區(qū)之間，所述閘門2位于所述徑流實驗區(qū)的尾部，所述徑流實驗區(qū)內(nèi)壁上安裝有數(shù)據(jù)觀測器，以對準(zhǔn)所鋪設(shè)的散粒體顆粒，記錄散粒體顆粒受水流沖刷起動時的現(xiàn)象。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述穩(wěn)流前池區(qū)與所述供水系統(tǒng)之間設(shè)置有進水口，所述進水口與所述穩(wěn)流前池區(qū)間設(shè)置有擋板，所述擋板上均勻設(shè)置有若干個大小相同的通孔，水流通過所述擋板上的通孔來達到消能的目的。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述消能區(qū)內(nèi)設(shè)置有緩解水流動能的海綿擋板。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述消能區(qū)與所述徑流實驗區(qū)的底部分別設(shè)置有泄水口1和泄水口2。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述徑流實驗區(qū)的兩側(cè)外壁上設(shè)置有水流深度刻度尺，且每個外壁上為3條，所述水深刻度尺的下端0刻度起點與澆筑的混凝土等高，且與坡底垂直，以保證所述水深刻度尺的讀數(shù)即為水槽內(nèi)的水深數(shù)值。