[发明专利]一种模拟连续雨强变换土壤溅蚀的试验装置及试验方法

说明书

本发明公开一种模拟连续雨强变换土壤溅蚀的试验装置及试验方法，涉及水土保持技术领域，包括供液机构、降雨机构、支撑机构和溅蚀机构，降雨机构包括雨滴发生器、供液筒、平移驱动组件和雨量筒，雨滴发生器包括槽体和多个针头，槽体底部设置有多个通孔，针头用于安装于通孔上，多个针头分为多种型号，不同型号的针头的内径不同，供液筒上设置有位移传感器；供液机构包括水箱、止水夹、软管和流量控制器，位移传感器与流量控制器信号连接；溅蚀机构位于支撑板的下方，溅蚀机构包括支架、活动槽、角度调节组件、传送组件、溅蚀盘和溅蚀环刀。该试验装置及试验方法能够进行降雨强度连续变换的土壤溅蚀试验，操作简单，适用范围广。

技术领域

本发明涉及水土保持技术领域，特别是涉及一种模拟连续雨强变换土壤溅蚀的试验装置及试验方法。

背景技术

土壤侵蚀是限制当今人类生存和发展的全球性问题之一，不仅会导致土壤资源的流失和土地生产力下降从而影响农业生产，侵蚀产生的泥沙还会造成河塘、水库的淤积和水体面源污染。土壤侵蚀严重影响全球社会经济与环境的可持续发展。我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一，侵蚀的面积广、强度大、危害严重。因此，对于土壤侵蚀的研究至关重要。

水力侵蚀是全球分布最广的一种土壤侵蚀形式。溅蚀是水力侵蚀的最初形式，是指由于降雨雨滴打击土壤表层导致土壤颗粒分散和迁移的一种侵蚀过程，是土壤侵蚀过程的前期阶段和关键环节，为坡面土壤侵蚀提供了丰富的物质基础。

目前，土壤溅蚀的研究主要是在模拟降雨或者天然降雨条件下借助相关设备进行定量研究。但现有的人工模拟降雨系统由于其局限性，不能很好的模拟雨滴打击地表过程。新型的针式降雨系统虽然可以较好的还原雨滴打击地表过程，且能够模拟不同降雨强度、不同雨滴直径的溅蚀过程，但其多用于进行单雨强情况下的研究，无法探索自然降雨状态下连续降雨过程中雨滴大小变化对地表土壤溅蚀的影响过程。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种模拟连续雨强变换土壤溅蚀的试验装置及试验方法，能够进行降雨强度连续变换的土壤溅蚀试验，操作简单，适用范围广。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种模拟连续雨强变换土壤溅蚀的试验装置，包括供液机构、降雨机构、支撑机构和溅蚀机构，所述支撑机构包括支撑架和设置于所述支撑架上方的支撑板，所述支撑板中部设置有开口，所述降雨机构包括雨滴发生器、供液筒、平移驱动组件和雨量筒，所述雨滴发生器包括槽体和多个针头，所述槽体设置于所述支撑板上并与所述开口位置相对应，所述槽体底部设置有多个通孔，所述针头用于安装于所述通孔上，且所述针头位于所述槽体下方，多个所述针头分为多种型号，不同型号的所述针头的内径不同，所述供液筒为下端敞口结构，所述供液筒的下端与所述槽体底部的上表面相贴合，所述平移驱动机构用于驱动所述供液筒在所述槽体中沿长度方向运动，所述供液筒上设置有位移传感器；所述供液机构包括水箱、止水夹、软管和流量控制器，所述水箱设置于所述槽体上方，所述水箱通过所述软管与所述供液筒上端连接，所述止水夹和所述流量控制器均设置于所述软管上，所述位移传感器与所述流量控制器信号连接；所述溅蚀机构位于所述支撑板的下方，所述溅蚀机构包括支架、活动槽、角度调节组件、传送组件、溅蚀盘和溅蚀环刀，所述活动槽一侧与所述支架转动连接，所述角度调节组件用于调节所述活动槽的倾斜角度，所述活动槽中安装有所述传送组件，所述溅蚀盘安装于所述传送组件上，所述溅蚀环刀用于放入所述溅蚀盘中，所述溅蚀盘底部设置有多个排水孔。

优选地，所述降雨机构还包括两个限位绳，所述限位绳的两端分别与所述槽体的左右两端连接，所述供液筒的前后两侧对称设置有两个条形卡槽，一个所述限位绳安装于一个所述条形卡槽中，所述供液筒下端包裹有橡胶。

优选地，所述平移驱动组件包括两个驱动电机和两个连接绳，两个所述驱动电机分别固定于所述支撑板的左右两端，所述供液筒的左右两侧分别固定有一个所述连接绳，一个所述连接绳缠绕于一个所述驱动电机的输出轴上。