[发明专利]基于自适应水平走道的可变宽度坡面土壤侵蚀模型装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变宽度、可变坡度的坡面土壤侵蚀模型，该土壤侵蚀模型的走道可以随着坡面的升降永远保持水平状态，模型的上部有自动开合的遮雨棚可以防止填好模型沙的坡面在率定降雨的时候将坡面冲毁，同时，模型的出口处有壤中流采集管，同时集流口较之以前的模型集流口变窄变小，避免了以往试验中较大面积的集流口上的降雨对整个坡面产生径流的影响。

背景技术

目前，很多坡面侵蚀试验模型尽管有一部分是可以调节坡度的，但是没有可以调节坡面宽度的模型，而随着模拟技术的逐渐成熟和科学研究越来越复杂的要求，现在很多研究需要变换坡面模型的宽度，从而可以分析不同宽度坡面对坡面产流产沙的影响，这就迫切要求模型的宽度能变化来满足研究的需求。同时，坡面模型很多时候要求要能调节坡度，这个技术已经成熟，可以利用在模型底部安装液压升降系统实现坡度的调节；研究同时要求随着坡度的调节，坡面的走道要求能永远保持水平的状态以满足试验人员测量的需求；研究中，坡面模型填土完成后要率定降雨器的雨强是否符合要求，但是降雨很容易将坡面破坏，为了防止坡面被破坏就必须用塑料布覆盖，但是目前一般采用的人工用塑料布覆盖坡面的办法非常耗时非常麻烦，需要一种能自动打开闭合的覆盖系统，在试验开始之前率定雨强时能自动闭合将坡面完全覆盖，降雨时则能打开不影响降雨。以往，没有模型专门收集过坡面模型的壤中流变化情况，本发明创新性的发明了可以收集坡面模型壤中流的装置，本发明通过在模型集流口的面板上设置收集壤中流的洞口，洞口在不使用时用橡皮塞塞住，当需要收集壤中流时，打开橡皮塞并将壤中流收集管拧入螺丝口即可。最后，我们对坡面模型的集流口做了改进，以往的集流口是三角形，面积较大，会大大增加坡面的承雨面积，进而会影响坡面产生的径流泥沙量，现通过改进后将集流口的面积大大缩小，减少了额外降雨面积对径流泥沙的影响。

发明内容

为克服以往研究中坡面模型宽度不可调节，需要重复建设很多个不同宽度模型钢槽的弊端，以及以往模型没有壤中流观测通道，没有遮雨棚可以自动化覆盖坡面土壤减少降雨率定时土壤被破坏的弊端，以及集流口面积过大，承雨面积会影响径流泥沙量的弊端，本发明设计了一种新型的土壤侵蚀模型可解决以上弊端，本发明可以调节土壤侵蚀模型的宽度，可以调节模型的坡度，模型两边的走道可以在坡度变化时保持水平状态，同时走道外部有可以打开可以闭合的遮雨棚防止试验前降雨对坡面的破坏，模型的集流口也进行了改进，面积变小，集流口下面的模型面板处有壤中流取样装置收集壤中流的变化情况，本发明可为模型的高效重复利用做出较大贡献。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于自适应水平走道的可变宽度坡面土壤侵蚀模型装置，它包括设置由工字钢架焊接而成的模型底部框架，所述模型底部框架上设置有槽底钢板，模型底部框架两边设置有遮雨棚，四周用模型挡板围成槽状结构；所述槽底钢板的上下两端面上沿槽底钢板宽度方向分别设置有若干个均布设置的变宽度凹槽，槽底钢板宽度方向的两端各设置有变宽度隔板，所述变宽度隔板的两端通过设置的凸起插接在槽底钢板的变宽度凹槽内，形成宽度调节结构，且变宽度隔板之间通过三道侧边防裂铁丝连接固定；沿所述槽底钢板长度方向的槽底钢板面上对称设置有两道由若干个均布设置的变长度凹槽组成的变长度插接带，变长度隔板通过底部设置的凸起插接在槽底钢板的变长度凹槽内，形成长度调节机构；所述模型底部框架以倾斜的方式设置，其下端铰接在底座上，上端通过两个同步液压缸支撑；所述模型底部框架的两侧边均设置有脚踏板，脚踏板固定板，脚踏板套管，脚踏板活动板，脚踏板活动板马达组成可以自动保持水平的走道，所述脚踏板固定端固定在模型底部框架上，所述脚踏板一端通过脚踏板套管与脚踏板固定板铰接，另一端与脚踏板活动板铰接，脚踏板活动板由脚踏板活动板马达驱动来调整脚踏板的保持水平状态。

所述模型底部框架的倾斜角度可在5-35度之间进行调节。

所述遮雨棚由PE彩条布制成。遮雨棚的一端固定在走道两边的铁杆上，另一端固定在10.5m长的弧形遮雨棚滑动轨道上，轨道的两端有电动马达可以带动遮雨棚的滑动杆的一端使遮雨棚上升或下降从而带动遮雨棚的打开和闭合来保护填好土的坡面。

所述模型底部框架的下部模型挡板上设置有用白铁皮打制而成的T型集流口，T型集流口下方的模型挡板上开有两排收集壤中流采集孔，每一排有8个采集孔，间隔均为10cm，试验不需要采集壤中流时用橡皮塞堵住，需要时则拧入提前准备好的带螺纹的采集管采集。