[发明专利]地表径流自动计量装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种计量装置，具体涉及一种地表径流自动计量装置。

背景技术

地表径流是指大气降水后除直接蒸发、植物截留、渗入地下、填充洼地外，其余在流域地面由重力作用下沿着一定的方向和路径流动的水流。地面径流又由于降水形态的不同，可分为多种形式，如降雨径流或融雪径流。其大小和速度取决于地形、降雨强度、土壤透水性、地面覆盖及水头压差等，它能引起水、土和养分流失，导致地表水体富营养化，同时也是水循环的一个重要环节。农田地表径流的变化是研究农田养分流失对河流、湖泊等地表水体水质影响的重要指标。准确获取一定降水时间段农田地表径流量变化信息是农田水平衡、土壤及养分流失等动态研究与控制措施应用的基础。

农田地表径流计量一般采用经流场试实测法和人工降雨模拟法，前者是在一定农田面积上保持边界封闭，在径流场的出水口处直接测量每次降雨所产生的径流量或径流水质。后者是无自然降水条件下，通过喷淋设备，模拟自然降雨，一定面积的土壤作为降雨下垫面，设置出水口，在出水口段测量一段设定时间的降雨产生的径流变化。经流场试实测法的径流量测定常用三角形量水堰测流法和梯形量水堰测流法。三角形量水堰的过水断面为三角形缺口，顶角向下，角度可制成60℃、90℃、120℃，通过测过堰水深测得过堰流量。梯形量水堰断面为宜上宽下窄的梯形缺口，堰口侧边通常为4:1的斜边，通过测过水堰的水深和堰宽测得过堰流量。这种现场测定方法能够精确测定整个降水期间计量场地地表径流量变化过程，也可以试验连续取样测定水质变化和土壤流失情况。但是这种方法需要计量人员在降雨期间亲临现场，不断测量水堰口水深的变化，人力耗费较大，同时计量场地占地面积较大,难以实现多点计量。此外，要得到不同降水条件下的足够数据，需要计量几年甚至几十年，耗时长。人工降雨模拟法能够模拟较为复杂环境下的地表径流，可以设定降雨量，在较短时间内得到不同降雨量下的地表径流的数据，具有速度快、易控制等优点，但是这种方法因人工模拟降水情景，其降水强度、下垫面入渗系数和径流面坡度等很难接近真实情况，计量结果不能反应真实情况。另外，上述两种方法均不能实现多点自动同时计量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、计量误差小、且便于安装实施，可实现多点同时自动计量的地表径流自动计量装置，能够有效克服当前地表径流计量工作中的难题，实现地表径流信息的便捷采集。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种地表径流自动计量装置，包括地表径流汇集面、整流槽、双侧翻斗式测量器、计数仪，所述地表径流汇集面是由隔板在径流场地表围挡而成的径流汇集区域，其下游端为出水端，该出水端对接所述整流槽，所述双侧翻斗式测量器安装在该整流槽底部的出水口下端，所述计数仪安装在双侧翻斗式测量器的下端，用以记录所述双侧翻斗式测量器的翻转击打次数。

所述地表径流汇集面包括相对接的圆弧形的上游端区域和长方形区域。

所述地表径流汇集面为PVC区隔板围挡地表固定区域而形成的径流汇集面，所述PVC区隔板一端插入土中用于固定，该地表径流汇集面上游端和两侧的PVC区隔板的上沿高出地表以阻挡外界流水，且其上沿削薄成刃，出水端PVC板上沿与地表齐平。

在所述地表径流汇集面的上游端前布设有纵向的截锥状分流器，用于分流上坡径流，以阻挡上坡径流进入地表径流汇集面。

所述整流槽上部横截面为矩形，其长度与所述地表径流汇集面宽度相等，该整流槽下部收窄，其纵剖面呈V型，其底部设置有出水口，所述整流槽的一侧对接于所述汇集面的出水端，其余侧面及顶面均密闭。

在所述整流槽的顶面接近所述出水端的封面上安装有挡雨板。

所述双侧翻斗式测量器包括呈等腰三角型的两个侧面、相匹配的矩形底面及中间设置的垂直于底面的隔板，且该隔板将翻斗分割成容积相等的两个簸箕型量斗，两各侧面分别经由相应的转轴安装于支架上，而该支架安装在对应的测量器底板上。

在所述两个簸箕型量斗的下方分别安装有对应的计数仪，由所述地表径流汇集面所汇集的径流水经所述整流槽出水口流入一侧的簸箕型量斗，当积水量达到一定量时，该侧簸箕型量斗失去平衡翻倒，同时则由另一侧簸箕型量斗接纳径流水，当积水量达到一定量时，再次失去平衡翻倒，而每一次翻斗倾倒，都击打计数仪一次，根据翻斗容量和计数仪记载的次数，计算径流水量。

本发明具有积极有益的效果：

本发明结构简单、造价低廉，便于安装、实施，其计量精确，能够实现多点同时连续自动计量，能够有效克服当前地表径流计量工作中的难题，实现地表径流信息的便捷采集。