[发明专利]一种砒砂岩区水力冲刷实验装置以及方法

说明书

本发明提供了一种砒砂岩区水力冲刷实验装置以及方法，该实验装置包括：一种砒砂岩区水力冲刷实验装置，其包括：用于装载待冲刷区域的隔水机构、用于为隔水机构提供水源的供水机构以及用于收集泥沙的收集机构，所述供水机构、所述隔水机构以及所述收集机构依次可拆卸地连接。本发明的有益效果是：通过设计隔水机构、供水机构以及收集机构，便于直观观察水力冲刷过程，便于直观观察径流水动力特征和侵蚀产沙过程，能够重复试验，提高实验数据精准度。

技术领域

本发明涉及径流水动力特性观测和水力侵蚀监测技术领域，尤其涉及一种砒砂岩区水力冲刷实验装置以及方法。

背景技术

水力侵蚀是在降水、地表径流、地下径流的作用下，土壤、土体或其它地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。水力侵蚀引发的水土流失和土地生产力退化等环境问题是当前国际社会亟待解决的全球性难题之一，特别是在我国西北晋陕蒙交界地带的砒砂岩区，该区降雨短缺，降雨形式以暴雨为主，加之该区基岩极易侵蚀产沙，由水力侵蚀所导致的土地退化问题严重影响着当地的农牧业可持续发展和社会经济稳定。

水力侵蚀机制的研究一直是裸露砒砂岩区水沙调控和生态环境恢复的核心问题，也是科学决策人工植被配置方案的前提。通过坡面放水冲刷试验测量水动力学特征是开展水蚀过程监测、水蚀模型验证与修订、水蚀强度与危害评估以及水蚀控制措施效果评价等工作的基础。

目前，国内和国际上暂无统一标准的针对于砒砂岩区的坡面水动力学特征测量装置和方法，现有的测量方法：野外实地冲刷法，选取典型坡面，采用砖石或铁皮等材料建造冲刷小区围墙，放水冲刷坡面，观测流速，分析径流水动力特征和侵蚀产沙过程。此类方法的极易受地形限制，不利于重复试验的开展，且测量精度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种砒砂岩区水力冲刷实验装置以及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种砒砂岩区水力冲刷实验装置，其包括：用于装载待冲刷区域的隔水机构、用于为隔水机构提供水源的供水机构以及用于收集泥沙的收集机构，所述供水机构、所述隔水机构以及所述收集机构依次可拆卸地连接。

本发明的有益效果是：通过设计隔水机构、供水机构以及收集机构，便于直观观察水力冲刷过程，便于直观观察径流水动力特征和侵蚀产沙过程，能够重复试验，提高实验数据精准度。

进一步地，所述隔水机构为顶部开放式结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：隔水机构为顶部开放式结构，便于对待冲刷区域进行隔水处理，并对待冲刷区域的体积进行定量，提高实验数据的精准性，提高实验效率，降低实验装置的生产成本。

进一步地，所述隔水机构包括：用于装载待冲刷区域的底板以及三个用于挡水的侧板，三个所述侧板分别可拆卸地设置在隔水机构的三个边界位置处。

采用上述进一步方案的有益效果是：底板以及侧板的设置，便于隔水机构的组装以及维护，便于隔水机构的运输以及存储，提高实验装置的便携程度。

进一步地，所述底板包括：两个用于对待冲刷区域起支撑作用的第一骨架、多个用于对待冲刷区域起支撑作用的第二骨架以及防水帆布套；两个所述第一骨架相互平行设置，多个所述第二骨架相互平行设置在两个所述第一骨架之间，所述第二骨架的两端分别一一对应地与两个所述第一骨架连接，所述防水帆布套可拆卸地包覆在所述第一骨架和第二骨架的外侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：骨架的设置，用于对待冲刷区域起支撑作用，便于实验装置对定量的待冲刷区域进行实验，并且待冲刷区域设置在骨架上，能够提高待冲刷区域与骨架的摩擦力，提高水力冲刷的仿真程度，提高实验数据的精准性。防水帆布套用于隔水，防止待冲刷区域之外的水以及土壤干扰实验数据，提高实验精准度。