[发明专利]流域产流机制模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明属于水文地质领域，具体涉及一种流域产流机制模拟实验装置。

背景技术

流域产流机制是《水文与水资源学》及相关课程中的重要内容，目前在教授这方面课程内容时，一般是仅对知识点进行书面讲解或图示，没有实验仪器进行相关演示，学生难以有感性的认识，对这部分知识的理解和掌握程度不够，很难把握其实质。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易的流域产流机制模拟实验装置，能演示各种产流机制的形成过程，帮助学生对各种产流界面、产流的必要条件和充分条件等有一个直观的认识，并深刻地把握其实质，最终准确地掌握这部分知识。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

流域产流机制模拟实验装置，包括上承重支架、位于上承重支架上的上储水箱和上水泵、下承重支架、位于下承重支架下的下储水箱和下水泵、位于下承重支架上的外箱以及外箱内的有机玻璃模拟箱，有机玻璃模拟箱倾斜放置在外箱内部，外箱设有排水口与下储水箱连通；所述有机玻璃模拟箱的底部和侧壁上分别设有进出水口和多个侧壁排水管，在有机玻璃模拟箱的内部，从下向上依次设有下部易透水层、中间弱透水层和上部易透水层，有机玻璃模拟箱的顶部设有降水模拟器；所述上储水箱中的水通过上水泵与降水模拟器连通；上储水箱通过排水管与下储水箱或者与有机玻璃模拟箱的进出水口连通；下储水箱中的水通过下水泵与上储水箱连通。

所述上部易透水层上覆盖有模拟人工草皮。

进一步地，所述人工草皮为易透水草皮。

所述侧壁排水管的设置位置分别对应于下部易透水层、中间弱透水层、上部易透水层和人工模拟草皮。

所述侧壁排水管设有可调节排水管孔洞大小的阀门。

所述降水模拟器可根据实验要求进行降水强度的调节。

所述有机玻璃模拟箱与外箱底部之间的倾斜度为0～30度。优选地，所述倾斜度为20度。

所述下部易透水层采用均值中砂，中间弱透水层采用粘土质粉砂，上部易透水层采用均值细砂。

本发明解决了现实中《水文与水资源学》及相关课程中流域产流机制知识点教学中无模拟实验装置、学生难以理解和掌握相关知识导致学习效果不理想的问题；本发明的装置能演示各种产流机制的形成过程，帮助学生对各种产流界面、产流的必要条件和充分条件等有一个直观的认识，并深刻地把握其实质，最终准确地掌握这部分知识。

本发明装置操作方便，可视性强，可适用于超渗地面径流、壤中径流、地下径流以及饱和地面径流的产流机制的模拟实验，为流域产流机制及相关知识的学习与研究提供了有效的手段。

本发明装置设计合理，结构简单，制造容易，实验设计以及操作过程中考虑到了水体的循环利用，减少了水资源的浪费，具有良好的环保意识。

附图说明

图1是本发明流域产流机制模拟实验装置的结构示意图；

其中，1-下承重支架，2-下储水箱，3-外箱，4-排水口，5-有机玻璃模拟箱，6-带开关的进出水口，7-下部易透水层，8-中间弱透水层，9-上部易透水层，10-人工模拟草皮，11-带开关的侧壁排水管，12-降水模拟器，13-上水泵，14-上储水箱，15-上承重支架，16-带开关的排水管，17-下水泵。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的流域产流机制模拟实验装置包括上承重支架15、位于上承重支架15上的上储水箱14和上水泵13、下承重支架1、位于下承重支架1下的下储水箱2和下水泵17、位于下承重支架上的外箱3以及外箱3内的微倾斜设置的有机玻璃模拟箱5，有机玻璃模拟箱5的倾斜度为一个非固定角度，可根据自身实验需求，在0～30度之间的进行选择，一般选择合适倾斜度为20度，选取20度的倾斜度可以使雨水在模拟地表不要流走太快也不要太慢。

其中，外箱3右侧底部设有排水口4与下储水箱2连通。有机玻璃模拟箱5的底部和右侧箱壁上分别设有带开关的进出水口6和多排带开关的侧壁排水管11，侧壁排水管11分别对应于下部易透水层7、中间弱透水层8、上部易透水层9和模拟人工草皮10的表面设置在有机玻璃模拟箱5的右侧箱壁上，侧壁排水管11带有阀门，可根据模拟需要来调节侧壁排水管11的孔洞大小。