[发明专利]一种考虑坡面径流的降雨入渗模拟实验系统

说明书

本发明公开了一种考虑坡面径流的降雨入渗模拟实验系统，包括一个导流槽，导流槽上游端设置有一个水压箱，导流槽中部设置有检测段，检测段上游位置竖向设置有滴管，检测段内还设置有流速测量系统，检测段的槽底设置有检测口，检测口下方设置有检测容器，检测容器内腔用于盛装待检测土体且检测容器上端口和检测口可拆卸地对接相连，检测容器具有透明材料制得的观察壁；还包括用于控制导流槽内流速的流速控制系统，以及用于控制导流槽内径流深度的径流深度控制结构。本发明能够方便研究土体渗透对上方径流的干扰影响，以及径流流速和水深变化对土体渗透的影响规律；同时还具有实施简单，操作方便，调节快捷，结构可靠等优点。

技术领域

本发明涉及土体渗流试验研究领域，特别是涉及一种考虑坡面径流的降雨入渗模拟实验系统。

背景技术

饱和/非饱和土体的渗透是降雨诱发滑坡、农田水渠灌溉及河流渗流补给过程需要考虑的重要动态过程。以降雨诱发滑坡为例，滑坡是世界各地地质自然灾害最常见的形式，而其中降雨诱发滑坡是主要的因素，我国正在高速建设中，这导致滑坡灾害更为频繁，特别是西南山区受到降雨诱发滑坡的威胁，造成了许多生命及财产的损伤，限制了社会建设及生产的发展，因此对于边坡稳定性的影响的评价就显得特别重要；

通常对于边坡稳定性分析忽略了降雨入渗的过程的影响，对于降雨产流后的径流模式对入渗的影响进而分析边坡稳定性则显得更为少见，对降雨诱发失稳的原因，除了边坡形态、岩土性质和地质结构等内在因素，包括降雨入渗后基质吸力减小、孔隙水压力升高、边坡自重增加和渗流作用等也是非常重要的因素，而对于这些影响因素的研究就需要我们对降雨入渗的过程进行有效的分析；

对于降雨渗透的过程，已经有一些对于一维的入渗和二维入渗边坡降雨的数值模型及模型槽实验研究，其中一维入渗考虑了降雨的垂直入渗过程，二维入渗模型则可以考虑降雨侧向流动和垂直入渗。但一般的降雨模型忽略了降雨径流的影响，有考虑降雨径流的模型一般也只把径流当作坡面增加的水头来考虑，但径流的另外一个重要的物理量流速则没有考虑，而径流流速对降雨入渗有着重要的影响，需要我们在分析降雨入渗的过程中纳入，否则会导致我们对边坡稳定性分析产生误差。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够方便研究土体渗透对上方径流的干扰影响，以及径流流速和水深变化对土体渗透的影响规律的考虑坡面径流的降雨入渗模拟实验系统。且使其具有实施简单，操作方便，调节快捷，结构可靠等优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种考虑坡面径流的降雨入渗模拟实验系统，其特征在于，包括一个导流槽，导流槽一端为用于进水的上游端且另一端为用于出水的下游端，导流槽上游端设置有一个水压箱，水压箱下端出水口正对导流槽上游端入口设置，导流槽中部设置有检测段，检测段上游位置竖向设置有滴管，检测段内还设置有流速测量系统，检测段的槽底设置有检测口，检测口下方设置有检测容器，检测容器内腔用于盛装待检测土体且检测容器上端口和检测口可拆卸地对接相连，检测容器具有透明材料制得的观察壁；还包括用于控制导流槽内流速的流速控制系统，以及用于控制导流槽内径流深度的径流深度控制结构。

这样，该试验装置试验时，可以依靠水压箱提供水流，依靠流速控制系统控制和调节导流槽内水流速度，依靠径流深度控制结构控制和调节导流槽内水流深度，再依靠滴管连续滴入有色液体进入到水流呈线状，以观察有色液体在导流槽中的流动情况以及在检测容器中的渗透情况；同时可以根据流速测量系统检测流速，观察渗透作用对流速变化的影响，以及确认不同流速以及不同水深情况下对应的渗透变化情况，更好地实现对土体渗透作用的研究。

作为优化，所述径流深度控制结构包括位于导流槽下游端端口位置设置的一个下游水闸，下游水闸的闸门的伸缩控制机构位于下方且能够带动该闸门向下缩回到导流槽槽底，还包括位于导流槽上端端口和水压箱下端出口之间的上游水闸，上游水闸的闸门的伸缩控制机构位于上方且能够带动该闸门向上缩回。