專利名稱：坡面糙率及沖刷量的實驗裝置及其使用方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種野外實地測定坡面糙率及沖刷量的實驗裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
坡面糙率是計算坡面水流流速的關鍵參數(shù)，更是建立坡面水土流失模型的關鍵參數(shù)，因此，糙率對研究坡面土壤侵蝕和坡面徑流侵蝕力具有重要意義。但目前還沒有野外測定坡面糙率的專門儀器，坡面沖刷試驗也大多在實驗室進行，野外測定用的輕便儀器鮮有介紹。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種坡面糙率及沖刷量的實驗裝置及其使用方法，可適用于在野外各種地形條件下測定坡面糙率和沖刷量。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種坡面糙率及沖刷量的實驗裝置，其特征在于所述供水器、連接軟管、溢流箱、 隔水板、承水槽；所述供水器的上方設有帶活塞A的加水口和排氣管B，底部側(cè)壁上有一出水閥門 C ;所述溢流箱底部設有一個閥門D，溢流箱下方的一側(cè)設有導流板E ;所述承水槽底部設有一個閥門F，承水槽上方設有引流板G ;所述供水器的閥門C通過連接軟管與溢流箱的閥門 D連接，溢流箱的導流板E通過隔水板與承水槽的引流板G連接。所述供水器為瑪立奧托瓶。所述連接軟管為Z字形。所述隔水板兩端設有連接孔，用于隔水板之間的連接。一種上述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，包括以下步驟(I)選定測定地，用隔水板沿坡面插入土中5厘米圍成長條形測定區(qū)；(2)在測定區(qū)的上方挖設一個與溢流箱體積形狀相同的安置坑，將溢流箱放入安置坑，使溢流箱的導流板E與測定區(qū)的土壤密切接觸，且導流板保持水平；(3)在測定區(qū)的下方挖設一個與承水槽體積形狀相同的安置坑，將承水槽放入安置坑，將承水槽的引流板G沿坡面插入測定區(qū)的土壤，以保證測定區(qū)的水流全部匯入承水槽；(4)將供水器水平安置在測定區(qū)上方然后用連接軟管將供水器的閥門C和溢流箱的閥門D連接起來；(5)測定前用噴壺向測定區(qū)灑水，使測定區(qū)表層土壤充分濕潤至飽和且不能產(chǎn)流；(6)打開供水器的閥門C和溢流箱的閥門D，使溢流箱內(nèi)充滿水并從導流板E溢出，進入測定區(qū)后用染色法測定坡面水流的流速V ；(7)當水流進入承水槽后由閥門F流出，用量筒測定流量Q，并記錄測定時間T ；(8)將量筒內(nèi)的泥水樣過濾、烘干，計算沖刷量W。
所述承水槽安置坑內(nèi)開挖排水渠。所述供水器，打開加水口的活塞A，加滿水后塞緊活塞，打開閥門C放水，待流量穩(wěn)定后關閉閥門C，再與溢流箱的閥門D連接。進入溢流箱的水上升到導流板E后將水流導入測定區(qū)，水流沿坡面流動的初速度為O。坡面糙率的計算公式如下所示
權(quán)利要求
1.一種坡面糙率及沖刷量的實驗裝置，其特征在于所述供水器、連接軟管、溢流箱、 隔水板、承水槽；所述供水器的上方設有帶活塞A的加水口和排氣管B，底部側(cè)壁上有一出水閥門C ;所述溢流箱底部設有一個閥門D，溢流箱下方的一側(cè)設有導流板E ;所述承水槽底部設有一個閥門F，承水槽上方設有引流板G ;所述供水器的閥門C通過連接軟管與溢流箱的閥門D連接，溢流箱的導流板E通過隔水板與承水槽的引流板G連接。
2.如權(quán)利要求I所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置，其特征在于所述供水器為瑪立奧托瓶。
3.如權(quán)利要求I所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置，其特征在于所述連接軟管為Z字形。
4.如權(quán)利要求I所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置，其特征在于所述隔水板兩端設有連接孔，用于隔水板之間的連接。
5.一種如權(quán)利要求1-4之一所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，包括以下步驟(1)選定測定地，用隔水板沿坡面插入土中5厘米圍成長條形測定區(qū)；(2)在測定區(qū)的上方挖設一個與溢流箱體積形狀相同的安置坑，將溢流箱放入安置坑， 使溢流箱的導流板E與測定區(qū)的土壤密切接觸，且導流板保持水平；(3)在測定區(qū)的下方挖設一個與承水槽體積形狀相同的安置坑，將承水槽放入安置坑， 將承水槽的引流板G沿坡面插入測定區(qū)的土壤，以保證測定區(qū)的水流全部匯入承水槽；(4)將供水器水平安置在測定區(qū)上方然后用連接軟管將供水器的閥門C和溢流箱的閥門D連接起來；(5)測定前用噴壺向測定區(qū)灑水，使測定區(qū)表層土壤充分濕潤至飽和且不能產(chǎn)流；(6)打開供水器的閥門C和溢流箱的閥門D，使溢流箱內(nèi)充滿水并從導流板E溢出，進入測定區(qū)后用染色法測定坡面水流的流速V ；(7)當水流進入承水槽后由閥門F流出，用量筒測定流量Q，并記錄測定時間T；(8)將量筒內(nèi)的泥水樣過濾、烘干，計算沖刷量W。
6.如權(quán)利要求5所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，其特征在于所述承水槽安置坑內(nèi)開挖排水渠。
7.如權(quán)利要求5所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，其特征在于所述供水器，打開加水口的活塞A，加滿水后塞緊活塞，打開閥門C放水，待流量穩(wěn)定后關閉閥門 C，再與溢流箱的閥門D連接。
8.如權(quán)利要求5所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，其特征在于進入溢流箱的水上升到導流板E后將水流導入測定區(qū)，水流沿坡面流動的初速度為O。
9.如權(quán)利要求5所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，其特征在于坡面糙率的計算公式如下所示
10.如權(quán)利要求5所述的坡面糙率及沖刷量的實驗裝置的使用方法，其特征在于坡面抗沖能力用單位體積的水量所侵蝕的土壤量表示KC = W/Q，其中W為沖刷量，Q為流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種坡面糙率及沖刷量的實驗裝置及其使用方法，其特征在于所述供水器、連接軟管、溢流箱、隔水板、承水槽；所述供水器的上方設有帶活塞A的加水口和排氣管B，底部側(cè)壁上有一出水閥門C；所述溢流箱底部設有一個閥門D，溢流箱下方的一側(cè)設有導流板E；所述承水槽底部設有一個閥門F，承水槽上方設有引流板G；所述供水器的閥門C通過連接軟管與溢流箱的閥門D連接，溢流箱的導流板E通過隔水板與承水槽的引流板G連接。所述承水槽用來收集從測定區(qū)流下來的水流，并通過底部的閥門F將水流導入量筒，以測定單位時間內(nèi)流出的水量。本發(fā)明可適用于在野外各種地形條件下測定坡面糙率和沖刷量，評價坡面的抗沖能力，該儀器使用簡單，安裝攜帶方便。
文檔編號G01N33/24GK102608288SQ20111042817
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者張建軍, 李民義, 畢華興, 王丹丹, 王春香, 茹豪, 郭寶妮, 黃明 申請人:北京林業(yè)大學