一種可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置及測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及坡面徑流測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置 及測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 坡地匯流指降雨產(chǎn)生的水流從它產(chǎn)生地點(diǎn)沿坡地向河槽的匯集過(guò)程。坡地是產(chǎn)流 的場(chǎng)所，也是徑流輸移的場(chǎng)所。坡地匯流包括坡面、表層和地下H種徑流成分的匯流。坡面 上的水流多呈溝狀或片狀，從產(chǎn)流地點(diǎn)到河網(wǎng)的流程不長(zhǎng)，因此匯流歷時(shí)較短。由于坡面趟 率大，坡度睹，水流慣性作用可W忽略。表層匯流和地下匯流均屬有孔介質(zhì)中的水流運(yùn)動(dòng)。 它們的運(yùn)動(dòng)都比地面流緩慢。表層匯流速度比地下匯流高得多，地下匯流的速度最低。
[0003] 與裸露地相比涵養(yǎng)水分是植物生態(tài)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能。不同的生態(tài)系統(tǒng)其水源 涵養(yǎng)能力是不同的，森林、草地和濕地具有很強(qiáng)的水源涵養(yǎng)能力而荒漠等無(wú)植被覆蓋的地 方水源涵養(yǎng)能力則很低，一般可W根據(jù)不同的生態(tài)系統(tǒng)類型劃分出不同水源涵養(yǎng)功能強(qiáng)弱 單元。但是不同的森林樹(shù)種、不同的草地類型水源涵養(yǎng)能力也不盡相同，甚至差異很大。目 前，植物改善±壤理化性質(zhì)，增加±壤入滲功能的演替研究多W時(shí)空替代法，難W模擬同一 ±體在不同坡度和植被演替過(guò)程中徑流組分變化，植被水源涵養(yǎng)和±壤侵蝕控制機(jī)制研究 方法有待進(jìn)一步提高。本專利W同一±體在不同坡度、不同植被覆蓋演替條件下，研究±壤 理化性質(zhì)演替規(guī)律和不同層次徑流組分演替規(guī)律為對(duì)象，對(duì)于掲示植被水源涵養(yǎng)和±壤侵 蝕控制機(jī)制提供了有效工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置，W解決現(xiàn)有 技術(shù)中同一坡面±體在不同坡度和植被覆蓋條件下坡面徑流中地表徑流、±壤壤中流、基 流同步測(cè)定的問(wèn)題，W及壤中流中側(cè)向流測(cè)定問(wèn)題。
[000引（二）技術(shù)方案
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種可移動(dòng)變坡徑流組 分測(cè)定裝置，包括一用于容置試驗(yàn)±的方槽，所述方槽上方設(shè)有自計(jì)雨量計(jì)，所述方槽 底面一端通過(guò)支撐桿連接一驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置控制方槽的傾斜角度，所述方槽左 側(cè)設(shè)有控制區(qū)，所述方槽和控制區(qū)之間設(shè)有坡面徑流導(dǎo)流管和±壤中層導(dǎo)流管，可在不 同降雨強(qiáng)度和坡度下對(duì)同一±體坡面非均勻匯流條件下的地表徑流和不同±壤深度層 次進(jìn)行徑流組分的測(cè)定與計(jì)算徑流，基于水量平衡公式進(jìn)行±壤和植物蒸發(fā)量的計(jì)算： E=R-Rs-R"-R。-.....-Rw-VWi-VW,-......VW"，
[0008] E是±壤或者植物蒸發(fā)量；R為降雨量化是地表徑流量；Rri-Rr。是1-n層次±壤 壤中流流量；▽聽(tīng)-VW?。是1-n層次±壤壤含水流量。
[0009] 其中，所述方槽內(nèi)底面上設(shè)有塑料板，所述塑料板上設(shè)有漏水孔，所述塑料板上方 包覆一滲水±工布，所述塑料板和方槽底部之間設(shè)有滲透水集流槽，所述滲透水集流槽的 下端設(shè)有±壤下層導(dǎo)流管。
[0010] 其中，所述坡面徑流導(dǎo)流管右端連接流泥沙收集槽，所述±壤中層導(dǎo)流管和±壤 下層導(dǎo)流管連接集水槽。
[0011] 其中，所述方槽由鋼材制成，所述方槽底面一端通過(guò)液壓支撐桿連接一液壓驅(qū)動(dòng) 裝置。
[0012] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種變坡徑流組分測(cè)定方法，包括W下步 驟：
[0013] 步驟一，設(shè)定坡度，啟動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)液壓支撐桿帶動(dòng)方槽旋轉(zhuǎn)；
[0014] 步驟二，測(cè)定流泥沙收集槽和集水槽中的物質(zhì)質(zhì)量，根據(jù)水量平衡公式進(jìn)行各徑 流組分的測(cè)定與計(jì)算。
[0015] 其中，所述方槽下端面的不同高度處設(shè)置導(dǎo)流管，可在不同降雨強(qiáng)度和 坡度下對(duì)同一±體坡面非均勻匯流條件下的地表徑流和不同±壤深度層次進(jìn)行 徑流組分的測(cè)定與計(jì)算徑流，基于水量平衡公式進(jìn)行±壤和植物蒸發(fā)量的計(jì)算： E=R-Rs-R"-R。-.....-R^-VW,-VW,~......WW",
[0016]E是±壤或者植物蒸發(fā)量；R為降雨量化是地表徑流量；Rri-Rr。是1-n層次±壤 壤中流流量；▽W(xué)i-VW。是1-n層次±壤壤含水流量。
[0017] 其中，所述±壤壤中流Rr可分為優(yōu)先流和基流，按照下式計(jì)算測(cè)定；Rr=Rp+Re，
[0018]Rr是±壤壤中流流量，Rp是降雨過(guò)程中快速流出±壤壤中流流量（優(yōu)先流），Rb是 降雨結(jié)束后±壤壤中流基流流量。
[0019] 其中，在坡度等于零的條件下，±壤壤中流W垂直入滲為主，側(cè)向流測(cè)定公式按照 下式計(jì)算A"=解-化，
[0020]R。。是n層次±壤壤中流流量的側(cè)向流流量；
[0021] 馬:是變化m°坡度條件下n層次±壤壤中流流量；
[0022] 是0°坡度條件下n層次±壤壤中流流量。
[002引 （S)有益效果
[0024] 本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術(shù)，其具有如下有益效果：采用液壓驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)方槽轉(zhuǎn) 動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了坡度調(diào)節(jié)功能，并在方槽下端面的不同高度處設(shè)置導(dǎo)流管，分別測(cè)定流量數(shù)據(jù)， 可基于水量平衡公式進(jìn)行各徑流組分的測(cè)定與計(jì)算。本發(fā)明W降雨條件下坡面非均勻匯流 為內(nèi)容，測(cè)定同一 ±體在不同坡度和不同植被覆蓋類型條件下，±壤在自然降雨或者模擬 降雨條件下地表徑流量W及不同±壤不同深度各層次的優(yōu)先流、基流和側(cè)向流徑流組分。
【附圖說(shuō)明】
[00巧]圖1是本發(fā)明的可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置的側(cè)視圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。W下實(shí)施 例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0028] 如圖1和圖2所示的，一種可移動(dòng)變坡徑流組分測(cè)定裝置，包括一用于容置試驗(yàn)± 1的方槽2,所述方槽2由鋼材制成，規(guī)格為2m*5m*0. 6m，方槽2內(nèi)側(cè)做防鎊處理，所述方槽 2上方設(shè)有自計(jì)雨量計(jì)3用W測(cè)定徑流過(guò)程。在方槽2底部鋼板上加一層PVC塑料板4,所 述塑料板4上設(shè)有漏水孔13,所述塑料板4上方包覆一滲水±工布（圖中未示出），W防止 方槽2內(nèi)的試驗(yàn)±流失，所述塑料板4和方槽2底部之間形成滲透水集流槽7,所述滲透水 集流槽7的下端設(shè)有±壤下層導(dǎo)流管8,滲透水集流槽高10cm。所述方槽2下端的中部設(shè) 有±壤中層導(dǎo)流管9,該±壤中層導(dǎo)流管9位于離試驗(yàn)±表層10cm的位置，所述±壤中層導(dǎo) 流管9伸入試驗(yàn)± 1的一端設(shè)有滲水±工布10,所述方槽2下端位于方槽2側(cè)壁上方設(shè)有 坡面徑流導(dǎo)流管11。所述坡面徑流導(dǎo)流管11后端連接流泥沙收集槽17，±壤