[实用新型]一种径流入渗模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种径流入渗模拟装置。

背景技术

径流入渗的实验模拟一直都是水文学研究中一个重要的研究手段。通过径流入渗实验模拟，可以直观的观测径流在土壤表面的运动过程及在土壤中的水分动态变化过程。在干旱区内陆河流域，洪水漫溢不只是个灾害问题，洪水漫溢对荒漠生态恢复有着重要的意义。对于洪水漫溢或者生态闸控制漫溢所产生的径流也是目前研究的热点问题。而目前针径流模拟装置主要针对湿润区或半干旱区的降雨径流模拟，主要结合人工降雨装置，模拟降雨产生的侵蚀性径流或薄层水径流。对于目前极端干旱区的河水漫溢或生态闸控制漫溢径流适用性较差。

极端干旱区主要为冰川融化和融雪径流，往往引发洪水，产生漫溢。目前干旱区内陆河流域除天然洪水漫溢外，还建设有生态闸口，对其进行人工调节漫溢。例如目前的塔里木河，已建成62座引水闸，对塔里木河荒漠河岸进行人工放水，灌溉荒漠植被。生态闸的放水方式也是典型的漫溢过程，即河水过闸口后，依据地形和下垫面特征在区域内漫溢。其供水的能力除与闸门设计、引水条件有关外，还与生态闸后地形、土壤及土地利用状况有关，特别与放水流量的大小和时间有着重要的关联。河水通过生态闸或通过自然漫溢离开河道形成径流后其径流的运动过程是很多学者关心的问题。径流的消长过程直接决定着漫溢的范围，而漫溢范围的大小对于植被生态恢复的面积产生着重要的影响。虽然大量研究表明洪水漫溢对植被的恢复起着积极的作用，但是显然不是任何类型的洪水漫溢对所有漫溢区的植被恢复都是有显著效果的，不同的漫溢流量和漫溢频次对水分的运动转化的影响是不同的。众所周知植被的根系吸水只发生在土壤根层中，如果以一个微元体为研究对象，那么从地表流过的地表径流对该土壤微元体土壤水分是无效的，只有入渗到土壤的水分才能被植被所吸收。

目前现有的径流入渗模拟装置，一般借助降雨装置和直接供水。无法精确控制稳定的地表水流。对于径流所产生的深层渗漏过程也无法进行测定。针对目前现有径流模拟装置对极端干旱区的河水漫溢或生态闸控制漫溢径流适用性较差的问题，本实用新型设计一套径流模拟装置，模拟极端干旱区的径流入渗过程。

发明内容

本实用新型目的在于，提供一种径流入渗模拟装置，该装置是由供水管、闸门水箱、土槽、传感器接口、集水槽、渗漏出口组成，该装置采用水箱闸门来控制水的流径，通过调整闸门开口高度和水箱内水位，能够严格控制初始径流的流速和流量，在土槽的下端设置有径流渗漏出口，能够观测土壤水分深层渗漏及壤中流的动态过程。土槽可以用千斤顶等设备顶起，模拟不同地形坡度下的径流入渗过程。本装置除能模拟一般的渠道径流和地表浅层水流运动及径流入渗过程，而且能精确够模拟闸门放水所产生的漫溢径流和农田漫灌所产生的地表径流。通过本装置可以模拟分析不同初始径流流速、和径流量，对于不通下垫面、地形的径流演进、入渗过程，同时可以计算出水量分配（地表水、土壤水）的动态过程。

本实用新型所述的一种径流入渗模拟装置，该装置是由供水管、闸门水箱、土槽、传感器接口、集水槽、渗漏出口组成，在闸门水箱（2）的上端一侧固定供水管（1），闸门水箱（2）固定在底座（7）上，土槽（3）的一端与闸门水箱（2）连接，土槽（3）的另一端上部固定集水槽（5），在土槽（3）的一侧面上开有均等排列的水分传感器接口（4）。

在闸门水箱（2）与土槽（3）对应面上设置上下活动的闸门（8）。

在集水槽（5）的下端固定有出水口（9）。

在土槽（3）内装入土壤，土槽（3）一端的下部固定渗漏出口（6）。

本实用新型所述的一种径流入渗模拟装置，在该装置中：

闸门水箱：通过调节水箱闸门高度，及水箱内水位高度，来控制径流初始流量，流量可以控制为稳定的初始径流和随时间变化的不稳定初始径流；

供水管：用来调节水箱水位，配合闸门水箱控制初始流量；

土槽：用于承装土壤，土壤装入土槽后，可以根据需要设置不同的土壤表面粗糙度和植被；

水分传感器安装接口：用于连接土壤水分传感器，监测不同深度下的土壤水分动态变化规律；

地表径流集水槽：收集地表径流，通过对地表径流的收集可以分析地表径流的动态变化；

深层渗漏出口：收集由于入渗产生的深层渗漏的水量，通过对深层渗漏量的收集和分析，可以确定深层渗漏量的产流过程和动态变化规律。

本实用新型与现有技术相比，其优点为：

1、能够精确控制地表浅层水流的初始流量和流速；

2、能够模拟闸门放水所产生的地表径流入渗、及深层渗漏的动态过程。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。