技術領域

本發(fā)明涉及一種喀斯特環(huán)境模擬裝置，特別是一種可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置。

背景技術：

喀斯特地形分布于世界各個地區(qū)的可溶性巖石地區(qū)，總面積達51×10⁶平方千米，約占地球總面積的10%。中國喀斯特分布面積約為91～130萬平方千米，其中環(huán)境最為惡劣、人地矛盾最為突出的則屬亞熱帶季風氣候下云貴高原的喀斯特山區(qū)。因當地百姓不科學的生產發(fā)展方式以及季風氣候降雨集中、山區(qū)高差巨大等因素，加之喀斯特環(huán)境獨有的二元及脆弱性所導致的水土流失現象尤為明顯，已經嚴重影響到人民的生產、生活水平。如何模擬條件迥異的喀斯特石漠化環(huán)境并得出準確的水土流失數據服務于喀斯特研究，幫助人們理解喀斯特環(huán)境與地下水土流失形成機理，指導人們能在這一特殊環(huán)境中實現因地制宜的發(fā)展，已成為迫切需要解決的問題。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置，能夠清楚且精準的展示喀斯特環(huán)境中特殊的地表與地下二元構造的環(huán)境條件差異，從而輔助解釋與提供模擬在真實環(huán)境中因各種環(huán)境條件差異并帶來相似條件下精準的水土流失數據。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置，它包括位于裝置上部的模擬地表層和位于裝置下部的模擬地下層，在所述的模擬地表層設置有地表徑流區(qū)、植被緩沖層、降雨模擬裝置、裸露巖土層、落水洞、坡度調節(jié)器和透水層，在模擬地下層設置有地下河露頭點、接水口、玻璃透視板、可移動底盤和隔水基座層；地表徑流區(qū)位于裝置的內側，植被緩沖層呈零星分布，降雨模擬裝置位于裝置最上端，坡度調節(jié)器位于透水層的下方，坡度調節(jié)器根據模擬需求將透水層的坡度在0～15度之間進行調節(jié)，接水口與可移動底盤相連并可以隨可移動底盤一起抽出。

上述的可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置中，所述的透水層活動安裝在裝置的內壁上，透水層的數量至少為2塊，可以根據模擬需求進行替換，每塊透水層的模擬裂隙度介于5～15%之間。

上述的可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置中，透水層也可以由兩層構成，兩層皆具有裂隙，通過錯位的方式進行裂隙度控制。

前述的可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置中，優(yōu)選的，所述的透水層數量為3塊，3塊透水層的模擬裂隙度分別為5%、10%、15%，分別用于模擬5%、10%、15%的裂隙度。

前述的可調節(jié)式喀斯特地下水土流失模擬裝置中，所述的降雨模擬裝置選用帶細孔的PVC管，細孔一致向下用于提供模擬雨水輸入。

本發(fā)明的有益效果：與現有技術相比，本發(fā)明具有以下特點：

1.模擬透明化、過程明了清楚、數值精確。與傳統的模擬設備相比，本發(fā)明的模擬過程實現了全程可視化，從雨水輸入——水滴下滲——匯水產流——二元漏失的所有過程可向科研、工作、學習者一一闡明，對于解釋喀斯特地區(qū)缺水、缺土的問題給出簡單明了而又擲地有聲的答案。本裝置內將地表徑流由落水洞直接引出，得以與地表裂隙漏失區(qū)分，使得出的兩者數值更為可靠，而由于可移動底盤的存在，可在模擬最后將底盤抽出，將剩余的流失水土盡數收集，模擬數值更加精準。

2.適用范圍廣、降低了模擬成本。由于本發(fā)明具備的可調節(jié)結構，使用范圍不再拘泥于固定條件數值下的死板模擬，可根據科研工作者的需求對自然環(huán)境中迥異的環(huán)境條件進行靈活的適應性模擬。一方面方便做出對比研究，另一方面也因為該裝置可以“一機多用”從而降低了傳統模擬中不必要的成本花費。

3.結構簡單、輕便，使用方便，經久耐用。本發(fā)明結構簡單，沒有復雜的工藝步驟，容易制作，而且本裝置的植被緩沖層、裸露巖土層及透水層所需材料隨處可取又可循環(huán)利用、制作成本低、輕便耐用并且具有很高的承載能力，經久耐用，不容易損壞。本發(fā)明也可因需求在戶內外移動使用，可以根據需要隨便放置，使用靈活方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的頂端俯視圖；

圖3是本發(fā)明的結構側視圖；

圖4是本發(fā)明的降雨流線圖。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

具體實施方式

實施例1：如圖1所示，整個裝置的外形為長方體狀，共分為上層及下層兩層，以模擬喀斯特環(huán)境中特殊的地表、地下二元環(huán)境。它包括位于裝置上部的模擬地表層和位于裝置下部的模擬地下層，在模擬地表層設置有地表徑流區(qū)1、植被緩沖層2、降雨模擬裝置3、裸露巖土層4、落水洞5、坡度調節(jié)器9和透水層12，地表徑流區(qū)1位于裝置的內側與水土滲漏區(qū)域區(qū)分，植被緩沖層2按模擬石漠化程度需求呈零星分布，植被緩沖層2材料可任意選擇如真實苔蘚、有葉樹枝等。降雨模擬裝置3位于裝置最上端，降雨模擬裝置3選用帶細孔的PVC管，細孔一致向下用于提供模擬雨水輸入。透水層12通過卡槽活動安裝在裝置的內壁上，透水層12的數量至少為2塊，每塊透水層12的模擬裂隙度介于5～15%之間，根據模擬需要可以進行替換，方便模擬各種自然環(huán)境條件，得出精確的數據。本例中的透水層12數量設置為3塊，材料選用塑化泡沫板，3塊透水層12的模擬裂隙度分別為5%、10%、15%，分別用于模擬5%、10%、15%的裂隙度，每塊透水層12單獨安裝。坡度調節(jié)器9位于透水層12的下方，坡度調節(jié)器9可以根據模擬需求將透水層12的坡度在0～15度之間進行調節(jié)，通過坡度調節(jié)器9和可調節(jié)的透水層12可以實現模擬條件可調節(jié)。在模擬地下層設置有地下河露頭點6、接水口7、玻璃透視板8、可移動底盤10和隔水基座層11，玻璃透視板8和坡度調節(jié)器9作為兩部分的契合處。通過玻璃透視板8可以將整個裝置的內部構造及水土流失過程向觀看者一一闡明。接水口7與可移動底盤10相連并可以隨可移動底盤10一起抽出，方便收集地表徑流或地表滲漏地下所帶走的水土，提供嚴謹的水土流失數值，接水口7的材料可選用合金板等隔水材料。

實施例2：整個裝置的外形為長方體狀，共分為上層及下層兩層，以模擬喀斯特環(huán)境中特殊的地表、地下二元環(huán)境。它包括位于裝置上部的模擬地表層和位于裝置下部的模擬地下層，在模擬地表層設置有地表徑流區(qū)1、植被緩沖層2、降雨模擬裝置3、裸露巖土層4、落水洞5、坡度調節(jié)器9和透水層12，其中的地表徑流區(qū)1位于裝置的內側與水土滲漏區(qū)域區(qū)分，植被緩沖層2按模擬石漠化程度需求呈零星分布，植被緩沖層2材料可任意選擇如真實苔蘚、有葉樹枝等。降雨模擬裝置3位于裝置最上端。降雨模擬裝置3選用帶細孔的PVC管，細孔一致向下用于提供模擬雨水輸入。坡度調節(jié)器9位于透水層12的下方，坡度調節(jié)器9可以根據模擬需求將透水層12的坡度在0～15度之間進行調節(jié)。在模擬地下層設置有地下河露頭點6、接水口7、玻璃透視板8、可移動底盤10和隔水基座層11，接水口7與可移動底盤10相連并可以隨可移動底盤10一起抽出，接水口7的材料可選用合金板等隔水材料。與實施例1不同的是整個透水層12由兩層構成，兩層皆具有裂隙，通過錯位的方式進行裂隙度控制。

本發(fā)明的實施方式不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。