地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置。其包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側(cè)翻斗式測(cè)量器、計(jì)數(shù)儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場(chǎng)地表圍擋而成的徑流匯集區(qū)域，其下游端為出水端，該出水端對(duì)接所述整流槽，所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計(jì)數(shù)儀安裝在雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的下端，用以記錄所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的翻轉(zhuǎn)擊打次數(shù)。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、便于安裝、實(shí)施，其計(jì)量精確，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，能夠有效克服當(dāng)前地表徑流計(jì)量工作中的難題，實(shí)現(xiàn)地表徑流信息的便捷采集。
【專利說明】地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量裝置，具體涉及一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地表徑流是指大氣降水后除直接蒸發(fā)、植物截留、滲入地下、填充洼地外，其余在流域地面由重力作用下沿著一定的方向和路徑流動(dòng)的水流。地面徑流又由于降水形態(tài)的不同，可分為多種形式，如降雨徑流或融雪徑流。其大小和速度取決于地形、降雨強(qiáng)度、土壤透水性、地面覆蓋及水頭壓差等，它能引起水、土和養(yǎng)分流失，導(dǎo)致地表水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)也是水循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。農(nóng)田地表徑流的變化是研究農(nóng)田養(yǎng)分流失對(duì)河流、湖泊等地表水體水質(zhì)影響的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確獲取一定降水時(shí)間段農(nóng)田地表徑流量變化信息是農(nóng)田水平衡、土壤及養(yǎng)分流失等動(dòng)態(tài)研究與控制措施應(yīng)用的基礎(chǔ)。
[0003]農(nóng)田地表徑流計(jì)量一般采用經(jīng)流場(chǎng)試實(shí)測(cè)法和人工降雨模擬法，前者是在一定農(nóng)田面積上保持邊界封閉，在徑流場(chǎng)的出水口處直接測(cè)量每次降雨所產(chǎn)生的徑流量或徑流水質(zhì)。后者是無自然降水條件下，通過噴淋設(shè)備，模擬自然降雨，一定面積的土壤作為降雨下墊面，設(shè)置出水口，在出水口段測(cè)量一段設(shè)定時(shí)間的降雨產(chǎn)生的徑流變化。經(jīng)流場(chǎng)試實(shí)測(cè)法的徑流量測(cè)定常用三角形量水堰測(cè)流法和梯形量水堰測(cè)流法。三角形量水堰的過水?dāng)嗝鏋槿切稳笨?，頂角向下，角度可制?0°C、90°C、120°C，通過測(cè)過堰水深測(cè)得過堰流量。梯形量水堰斷面為宜上寬下窄的梯形缺口，堰口側(cè)邊通常為4:1的斜邊，通過測(cè)過水堰的水深和堰寬測(cè)得過堰流量。這種 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法能夠精確測(cè)定整個(gè)降水期間計(jì)量場(chǎng)地地表徑流量變化過程，也可以試驗(yàn)連續(xù)取樣測(cè)定水質(zhì)變化和土壤流失情況。但是這種方法需要計(jì)量人員在降雨期間親臨現(xiàn)場(chǎng)，不斷測(cè)量水堰口水深的變化，人力耗費(fèi)較大，同時(shí)計(jì)量場(chǎng)地占地面積較大，難以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)計(jì)量。此外，要得到不同降水條件下的足夠數(shù)據(jù)，需要計(jì)量幾年甚至幾十年，耗時(shí)長(zhǎng)。人工降雨模擬法能夠模擬較為復(fù)雜環(huán)境下的地表徑流，可以設(shè)定降雨量，在較短時(shí)間內(nèi)得到不同降雨量下的地表徑流的數(shù)據(jù)，具有速度快、易控制等優(yōu)點(diǎn)，但是這種方法因人工模擬降水情景，其降水強(qiáng)度、下墊面入滲系數(shù)和徑流面坡度等很難接近真實(shí)情況，計(jì)量結(jié)果不能反應(yīng)真實(shí)情況。另外，上述兩種方法均不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)自動(dòng)同時(shí)計(jì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量誤差小、且便于安裝實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)自動(dòng)計(jì)量的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，能夠有效克服當(dāng)前地表徑流計(jì)量工作中的難題，實(shí)現(xiàn)地表徑流信息的便捷采集。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側(cè)翻斗式測(cè)量器、計(jì)數(shù)儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場(chǎng)地表圍擋而成的徑流匯集區(qū)域，其下游端為出水端，該出水端對(duì)接所述整流槽，所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計(jì)數(shù)儀安裝在雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的下端，用以記錄所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的翻轉(zhuǎn)擊打次數(shù)。
[0007]所述地表徑流匯集面包括相對(duì)接的圓弧形的上游端區(qū)域和長(zhǎng)方形區(qū)域。
[0008]所述地表徑流匯集面為PVC區(qū)隔板圍擋地表固定區(qū)域而形成的徑流匯集面，所述PVC區(qū)隔板一端插入土中用于固定，該地表徑流匯集面上游端和兩側(cè)的PVC區(qū)隔板的上沿高出地表以阻擋外界流水，且其上沿削薄成刃，出水端PVC板上沿與地表齊平。
[0009]在所述地表徑流匯集面的上游端前布設(shè)有縱向的截錐狀分流器，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進(jìn)入地表徑流匯集面。
[0010]所述整流槽上部橫截面為矩形，其長(zhǎng)度與所述地表徑流匯集面寬度相等，該整流槽下部收窄，其縱剖面呈V型，其底部設(shè)置有出水口，所述整流槽的一側(cè)對(duì)接于所述匯集面的出水端，其余側(cè)面及頂面均密閉。
[0011]在所述整流槽的頂面接近所述出水端的封面上安裝有擋雨板。
[0012]所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器包括呈等腰三角型的兩個(gè)側(cè)面、相匹配的矩形底面及中間設(shè)置的垂直于底面的隔板，且該隔板將翻斗分割成容積相等的兩個(gè)簸箕型量斗，兩各側(cè)面分別經(jīng)由相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸安裝于支架上，而該支架安裝在對(duì)應(yīng)的測(cè)量器底板上。
[0013]在所述兩個(gè)簸箕型量斗的下方分別安裝有對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)儀，由所述地表徑流匯集面所匯集的徑流水經(jīng)所述整流槽出水口流入一側(cè)的簸箕型量斗，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，該側(cè)簸箕型量斗失去平衡翻倒，同時(shí)則由另一側(cè)簸箕型量斗接納徑流水，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，再次失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計(jì)數(shù)儀一次，根據(jù)翻斗容量和計(jì)數(shù)儀記載的次數(shù)，計(jì)算徑流水量。
[0014]本實(shí)用新型具有積極有益的效果:
[0015]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，便于安裝、實(shí)施，其計(jì)量精確，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，能夠有效克服當(dāng)前地表徑流計(jì)量工作中的難題，實(shí)現(xiàn)地表徑流信息的便捷采集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中徑流匯集面的區(qū)隔圍擋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖1中分流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖1中整流槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為圖1中雙側(cè)翻斗式計(jì)量器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，I為地表,2為匯集面外沿,3為擋雨板,4為出水口，5為翻斗,6為計(jì)數(shù)儀,7為采樣瓶，8為平衡支點(diǎn)，9為分流器，10為徑流匯集面，11為整流槽，12為雙側(cè)翻斗式計(jì)量器。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0023]實(shí)施例1 一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，參見圖1至圖5，包括地表徑流匯集面10、整流槽11、雙側(cè)翻斗式計(jì)量器12、計(jì)數(shù)儀6，所述地表徑流匯集面10是由隔板在徑流場(chǎng)地表圍擋而成的徑流匯集區(qū)域，其下游端為出水端，該出水端對(duì)接于整流槽11，雙側(cè)翻斗式計(jì)量器12安裝在整流槽11底部的出水口下端，計(jì)數(shù)儀6安裝在雙側(cè)翻斗式計(jì)量器12的下端，用以記錄所述雙側(cè)翻斗式計(jì)量器12的翻轉(zhuǎn)擊打次數(shù)。
[0024]上述地表徑流匯集面10由PVC區(qū)隔板條沿地面順坡向圍擋成，其上游端呈圓弧狀，下游端為長(zhǎng)方形區(qū)域，長(zhǎng)寬比為1:0.6，圓弧弦長(zhǎng)與地表徑流匯集面寬相等，圓弧所對(duì)的圓心角為120°C ,PVC區(qū)隔板條厚度約I?1.5cm,寬40?45cm, —端豎直插入土中約20cm,另一端露出地表20?25cm，接近上沿處I?2cm，用刀盡量削薄，厚度約0.2?0.3cm,盡量減少因雨水落擊PVC區(qū)隔板上沿引起的誤差，匯集面出水端PVC區(qū)隔板上沿高度與地面一致。
[0025]在地表徑流匯集面10的上游端前布設(shè)有縱向截錐狀分流器9，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進(jìn)入地表徑流匯集面10，其為由PVC板制成的類四面體，三個(gè)面為正三角形(一個(gè)為底面，兩個(gè)為水流分割面)，另一面為曲面，彎曲度與匯集面上游端圓弧部分相一致，分流器的高與匯集面上沿一致，一般高出地面20?25cm，彎曲面與匯集面圓弧頂端用氯丁橡膠粘結(jié)。
[0026]上述整流槽11由PVC板制成，其一側(cè)連接地表徑流匯集面10出水端，上部為矩形，長(zhǎng)與匯集面寬度相等，寬約10?20cm，高約20?25cm，下部為“V”型，底部?jī)A斜坡度為300C，低端設(shè)有長(zhǎng)方形出水口，方向與出水端垂直，出水口長(zhǎng)10cm，寬1cm，出水口四周粘接寬1cm、厚度為0.5 cm的PVC板，用于導(dǎo)流。整流槽一側(cè)面半封閉(高出地表的矩形部分不封閉)與匯集面出水端連接，其余側(cè)面與上口封閉，上口接近出水端的封面上聯(lián)接一高5cm、長(zhǎng)與匯集面寬相等的PVC版條，阻擋整流槽上口封面的雨水流入整流槽11。
[0027]上述雙側(cè)翻斗式計(jì)量器12安裝在整流槽11正下方，側(cè)面為等腰三角型，高為IOcm,底面為矩形,底面長(zhǎng)為30cm,寬為12 cm,翻斗中間與底邊垂直焊接一邊長(zhǎng)為12cm的不銹鋼隔板，將翻斗分割成容積相等的兩個(gè)“簸箕”型量斗，隔板處于出水口正下方，與出水口下沿用于導(dǎo)流的PVC板保持Icm距離，在翻斗兩側(cè)面，底邊中心，分別焊接一長(zhǎng)為2 cm的轉(zhuǎn)軸，取一長(zhǎng)約50cm，寬約20cm的不銹鋼板作為計(jì)量器底板，底板幾何中點(diǎn)，沿邊平行焊接兩個(gè)三角形支架，支架頂端對(duì)應(yīng)位置用電鉆鉆孔，孔徑與轉(zhuǎn)軸橫截面直徑相當(dāng)，將翻斗通過轉(zhuǎn)軸固定在地板上，調(diào)節(jié)鉆孔，保證翻斗靈活翻轉(zhuǎn)，在量斗左右兩側(cè)接近出水口 5cm處，正下方底板上分別安裝機(jī)械式計(jì)數(shù)儀，計(jì)數(shù)儀的高為4cm，底板兩端設(shè)排水口，排水口聯(lián)接取樣器或排水渠道，當(dāng)徑流水經(jīng)整流槽出水口流入一側(cè)量斗，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，量斗失去平衡翻倒，當(dāng)一側(cè)翻倒時(shí)，另一側(cè)量斗接納流水，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計(jì)數(shù)儀一次，根據(jù)翻斗容量和計(jì)數(shù)儀記載的次數(shù)，計(jì)算徑流水量。
[0028]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側(cè)翻斗式測(cè)量器、計(jì)數(shù)儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場(chǎng)地表圍擋而成的徑流匯集區(qū)域，其下游端為出水端，該出水端對(duì)接所述整流槽，所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計(jì)數(shù)儀安裝在雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的下端，用以記錄所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器的翻轉(zhuǎn)擊打次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，所述地表徑流匯集面包括相對(duì)接的圓弧形的上游端區(qū)域和長(zhǎng)方形區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，所述地表徑流匯集面為PVC區(qū)隔板圍擋地表固定區(qū)域而形成的徑流匯集面，所述PVC區(qū)隔板一端插入土中用于固定，該地表徑流匯集面上游端和兩側(cè)的PVC區(qū)隔板的上沿高出地表以阻擋外界流水，且其上沿削薄成刃，出水端PVC板上沿與地表齊平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，在所述地表徑流匯集面的上游端前布設(shè)有縱向的截錐狀分流器，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進(jìn)入地表徑流匯集面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，所述整流槽上部橫截面為矩形，其長(zhǎng)度與所述地表徑流匯集面寬度相等，該整流槽下部收窄，其縱剖面呈V型，其底部設(shè)置有出水口，所述整流槽的一側(cè)對(duì)接于所述匯集面的出水端，其余側(cè)面及頂面均密閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，在所述整流槽的頂面接近所述出水端的封面上安裝有擋雨板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，所述雙側(cè)翻斗式測(cè)量器包括呈等腰三角型的兩個(gè)側(cè)面、相匹配的矩形底面及中間設(shè)置的垂直于底面的隔板，且該隔板將翻斗分割成容積相等的兩個(gè)簸箕型量斗，兩各側(cè)面分別經(jīng)由相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸安裝于支架上，而該支架安裝在對(duì)應(yīng)的測(cè)量器底板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地表徑流自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于，在所述兩個(gè)簸箕型量斗的下方分別安裝有對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)儀，由所述地表徑流匯集面所匯集的徑流水經(jīng)所述整流槽出水口流入一側(cè)的簸箕型量斗，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，該側(cè)簸箕型量斗失去平衡翻倒，同時(shí)則由另一側(cè)簸箕型量斗接納徑流水，當(dāng)積水量達(dá)到一定量時(shí)，再次失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計(jì)數(shù)儀一次，根據(jù)翻斗容量和計(jì)數(shù)儀記載的次數(shù)，計(jì)算徑流水量。
【文檔編號(hào)】G01F11/26GK203422124SQ201320352096
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】張貴龍, 任天志, 楊殿林, 趙建寧, 劉紅梅, 賴欣, 宋曉龍 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所