[发明专利]一种地表径流泥沙样品分段采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于地表径流的泥沙含量过程观测的采集装置。

背景技术

近几年，我国水土流失自动观测进展较快，由于野外水土流失监测现场条件复杂，受流速、流量、水温、泥沙化学成分、泥沙颗粒粒径、背景光线、泥沙沉淤等影响，自动观测测量范围较小，精度较差。且设备多采用光电原理，需要电源，而水土流失观测多在野外无电源区；设备安装和操作复杂，因此，无法满足水土流失自动化监测的需求。

利用标准闭合小区径流观测系统很好地对不同土地利用方式和农作管理方式下的水土流失进行观测。在应用中发现也有很多弊端，例如；针对标准径流观测闭合小区存在场地固定，修建观测场时对土地破坏较大；造价高，运行费用大，一般修建一个水土流失观测场至少需20万元以上，闭合小区面积多在100平方米左右，农作小区只能采取人工耕翻土壤，与大田机械耕作实际差异较大；由于受场地限制，难以开展不同坡度、坡长下水土流失观测；由于场地和设备固定，易受自然和人为破坏等弊端，近些年水土保持学者在野外径流观测手段和设备等方面进行了深入的探索。美国Cruse(2001)研制了分段式可移动径流观测装置(Divider collector)，小区仍采用闭合的，利用可拆卸重复利用的金属板代替了水泥板，将置于地平面下的分流桶替换为至于地表的分段式分流集水槽。它的优点是适于野外小区域(＜50m²)的径流观测，安装相对简单，测定结果精度较高，可拆卸，可移动，可用于野外实际状态下的径流观测，可用于一次性降雨或人工降雨下的观测。但也存在许多不足，观测面积较小，安装时每个集水槽都需调水平，分流时受表面水张力影响较大，每次降雨后都需对设备进行清理，不适于泥沙含量较大或径流强度较大的观测，使用受限。

申请号为2006101632409、公开日为2009年7月29日的发明专利公开了一种可移动式地表径流观测装置，该申请是申请人于2006年12月14日申请的，该装置主要由径流收集装置、径流样品采集装置、径流量测定装置、数据计量系统和防雨保护罩五个部分组成，其核心为径流样品采集装置和径流量测定装置，径流样品采集装置只给出概念性设计构型，未对参数进行科学界定，经过4年野外观测显示，泥沙在装置中沉积仍较严重，影响了观测准确性。

申请号为201010594588X、公开日为2011年6月8日的发明专利公开了一种地表径流泥沙混合与样品采集装置，该申请是申请人于2010年12月15日申请的，该申请虽实现了径流过程的观测，径流中的泥沙也实现了充分混合并被采集，但所采集的样品为一次径流的样品，即只能获取一次径流的输沙总量，未能实现输沙过程的观测。

发明内容

本发明的目的是为解决现有可移动式地表径流观测装置存在样品采集装置所采集的样品为一次径流的样品，只能获取一次径流的输沙总量，未能实现输沙过程的观测的问题，提供一种地表径流泥沙样品分段采集装置。

本发明包括翻斗、主传动轴、第一超越离合器、第一从传动轴、第二超越离合器、第二从传动轴、涡轮涡杆减速器、第三从传动轴、尼龙桶状收集器、分流溢出管、流出弯管、不锈钢分水盘、十二个塑料管和十二个塑料样品收集瓶，所述翻斗固装在主传动轴上，主传动轴的输出端通过第一超越离合器与第一从传动轴的输入端连接，第一从传动轴的输出端通过第二超越离合器与第二从传动轴的输入端连接，第二从传动轴的输出端与涡轮涡杆减速器的输入端连接，涡轮涡杆减速器的输出端与第三从传动轴的输入端连接，第三从传动轴由不锈钢分水盘中间通过，尼龙桶状收集器固装在第三从传动轴的上端，尼龙桶状收集器的侧壁下方设有第一出水口，不锈钢分水盘的上端面沿同一圆周均布设有十二个盘状分水盒，每个盘状分水盒的底部设有第二出水口，流出弯管的一端与第一出水口连通，流出弯管的另一端位于盘状分水盒上方，每个塑料管对应一个第二出水口和一个塑料样品收集瓶，且塑料管的一端与第二出水口连通，塑料管的另一端与塑料样品收集瓶连通，分流溢出管的输出端位于尼龙桶状收集器的上方。

本发明的优点是：一、本发明针对输沙过程观测的需求，利用翻斗的翻动实现机械传动；通过涡轮涡杆减速器7控制第三从传动轴8的转动角度，即控制流出弯管11的转动角度，以实现径流量的采样间隔、径流发生时间同步记录，做到了泥沙样品的分段采集，从而实现了输沙过程的测定。