一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，屬于水利工程中的水文預報技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統的水文模型往往僅關注流域出口的過程，忽視了對中間過程的跟蹤，顯然此類模型不足以揭示和反映水文過程的本質，因而有必要開展一系列實驗研究，揭示土壤水分運動路徑及過程。現有技術中，利用染色示蹤實驗及剖面開挖，并對所獲取的土壤剖面的數字圖像進行處理分析，可以直觀地觀測到土壤水運移路徑，是目前國內外較常用的一種觀測手段。
[0003]然而，目前的染色實驗設備大多采用積水滲透方式，具體做法是采用鋼圈來控制染色區域的范圍，然后將預制的染色溶液一次性傾灑在被染色區域，任其自由下滲后開挖剖面并照相分析。這種做法雖簡便易行，但是并不能有效模擬真實降雨過程，因而研究結果可靠性較低，有必要對積水入滲的染色方式進行改造。
【實用新型內容】
[0004]為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種將人工降雨與染色示蹤實驗結合起來的便攜式土壤染色示蹤實驗設備。
[0005]為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案:
[0006]—種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，包括:用于存放染色溶液的儲水桶以及與儲水桶連通的降雨裝置，所述儲水桶的側壁上安裝一水位觀測計，所述降雨裝置包括:安裝于儲水桶底壁上的潛水栗、與潛水栗的出水口相連的導水軟管以及連接于導水軟管出水端的降雨噴頭，所述導水軟管上還設置有流量計和流量控制閥。
[0007]優選地，前述儲水桶的底部設有排污口，方便將儲水桶中的染色溶液放掉以及清洗儲水桶。
[0008]更優選地，前述降雨噴頭為正方形，邊長分別為:0.lm、0.25m或0.5m，其中0.1m噴頭的噴嘴孔徑為1.5mm，0.25m噴頭的噴嘴孔徑為1mm，0.5m噴頭的噴嘴孔徑為0.5mm，這樣方便滿足不同染色面積的需要選擇合適的降雨噴頭。
[0009]再優選地，前述降雨噴頭的噴嘴角度為垂直向下，使雨滴能夠垂直下落，提高模擬結果的可靠性。
[0010]此外，前述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備還包括一用于安裝降雨噴頭的伸縮式三腳架，該伸縮式三腳架的高度可調節，從而方便根據野外地形調整三腳架的高度。[0011 ]進一步地，在儲水桶的內側壁上還安裝有攪拌葉片，從而確保染色溶液混合均勻，儲水桶中染色溶液為4g/L的亮藍溶液。
[0012]更進一步地，前述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備還包括電源裝置，所述電源裝置與攪拌葉片、潛水栗電連接，前述電源裝置為蓄電池，解決了野外實驗供電難的問題。
[0013]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的便攜式土壤染色示蹤實驗設備綜合了人工降雨裝置與染色示蹤設備的優點，可以模擬水滴形成并且調節雨強大小，彌補了傳統方法中積水入滲的不足，而且結構簡單、體積小而輕便，方便攜帶，有利于野外實驗操作，能夠準確模擬山坡真實降雨過程以揭示山坡產流機理，具有良好的推廣應用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備的一個優選實施例的結構示意圖。
[0015]圖中附圖標記的含義:1、降雨噴頭，2、流量計，3、流量控制閥，4、導水軟管，5、水位觀測計，6、排污口，7、儲水桶，8、攪拌葉片，9、潛水栗，1、蓄電池，11、伸縮式三腳架。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0017]參見圖1，本實用新型的便攜式土壤染色示蹤實驗設備包括:用于存放染色溶液的儲水桶7以及與儲水桶7連通的降雨裝置，其中，在儲水桶7的底部設有排污口 6，方便將儲水桶7中多余的染色溶液放掉以及清洗儲水桶7，為了獲得最好的示蹤模擬效果，儲水桶7中染色溶液為4g/L的亮藍溶液。
[0018]實驗開始前，先向儲水桶7中注入一定量的清水，然后再根據水量計算所需亮藍粉末重量，以配置成4g/L的亮藍溶液。如圖1所示，在儲水桶7的側壁上安裝一水位觀測計5，通過水位觀測計5 S卩可讀出儲水桶7中的水量，然后向儲水桶7中加入定量的亮藍粉末，接著打開安裝于儲水桶7內側壁上的攪拌葉片8，使染色劑均勻混合，實驗過程中攪拌葉片8應持續工作。
[0019]本實用新型通過降雨裝置準確模擬山坡真實降雨過程以揭示山坡產流機理，該降雨裝置包括:安裝于儲水桶7底壁上的潛水栗9、與潛水栗9的出水口相連的導水軟管4以及連接于導水軟管4出水端的降雨噴頭I，降雨噴頭I的噴嘴角度為垂直向下，使雨滴能夠垂直下落，提高模擬結果的可靠性。降雨噴頭I均為正方形，為了滿足不同染色面積需要，降雨噴頭I至少有三種規格，邊長分別為:0.lm、0.25m或0.5m，其中0.1m噴頭的噴嘴孔徑為1.5mm，
0.25m噴頭的噴嘴孔徑為lmm，0.5m噴頭的噴嘴孔徑為0.5mm，也可根據具體需要調整噴頭噴嘴的數量。
[0020]需要說明的是，導水軟管4上還設置有流量計2和流量控制閥3，轉動流量控制閥3可調節流量大小，并配合流量計2讀數控制降雨強度。
[0021]此外，該便攜式土壤染色示蹤實驗設備還包括一用于安裝降雨噴頭I的伸縮式三腳架11，該伸縮式三腳架11的高度可調節，從而方便根據野外地形靈活調整。
[0022]進一步地，本實用新型的便攜式土壤染色示蹤實驗設備還包括電源裝置，電源裝置與攪拌葉片8、潛水栗9電連接，電源裝置可選擇蓄電池10，解決了野外實現供電難的問題。
[0023]為了更好地理解本實用新型，下面對該便攜式土壤染色示蹤實驗設備的操作方法進行簡要介紹:
[0024](I)、實驗開始前，在儲水桶7中注入一定量清水，由于潛水栗9及儲水桶7內其他儀器所占體積既定，因此通過水位觀測計5可讀出儲水桶7中水的體積，根據儲水桶7中水的體積，計算所需亮藍粉末重量，之后隨即打開攪拌葉片8開關，攪拌葉片8轉動使染色劑均勻混合，以配置成4g/L亮藍溶液，該攪拌葉片8轉動直至實驗結束；
[0025](2)、開啟潛水栗9，導水軟管4的進水端連接在潛水栗9上抽取染色溶液，出水端連接降雨噴頭1，并且導水軟管4上安裝有流量控制閥3以及流量計2，通過流量控制閥3可調節流量大小，并配合流量計2調節至實驗所需雨強。同時，根據染色面積的大小選擇合適的降雨噴頭I，降雨噴頭I架設在伸縮式三腳架11上，并可根據山坡地形調節至合適的高度，保持正方形噴頭水平安裝，使雨滴能夠垂直降落在地面；
[0026](3)、通過水位觀測計5控制消耗的染色劑總量，達到實驗要求總量后，斷開蓄電池1開關，攪拌葉片8及潛水栗9停止工作，打開排污口 6排出剩余染色溶劑，關閉排污口 6并在儲水桶7中注入適當清水，清洗儲水桶7及潛水栗9等設備；
[0027](4)、待亮藍溶液完全滲完，平衡0.5h后，沿表面染色區域最陡方向，距染色區域下坡約2-3m未染色區域處，每隔一定間距(如20cm)逐層開挖土壤剖面，記錄亮藍溶液迀移的最大深度和剖面的特征，拍攝每個染色剖面以供圖像分析，觀測水流運移路徑。
[0028]綜上，本實用新型的便攜式土壤染色示蹤實驗設備綜合了人工降雨裝置與染色示蹤設備的優點，可以模擬水滴形成并且調節雨強大小，彌補了傳統方法中積水入滲的不足，而且結構簡單、體積小而輕便，方便攜帶，有利于野外實驗操作，能夠準確模擬山坡真實降雨過程以揭示山坡產流機理，具有良好的推廣應用前景。
[0029]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，包括:用于存放染色溶液的儲水桶以及與儲水桶連通的降雨裝置，所述儲水桶的側壁上安裝一水位觀測計，所述降雨裝置包括:安裝于儲水桶底壁上的潛水栗、與潛水栗的出水口相連的導水軟管以及連接于導水軟管出水端的降雨噴頭，所述導水軟管上還設置有流量計和流量控制閥。2.根據權利要求1所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，所述儲水桶的底部設有排污口。3.根據權利要求1所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，所述降雨噴頭為正方形，邊長分別為:0.lm、0.25m或0.5m，其中0.1m噴頭的噴嘴孔徑為1.5mm，0.25m噴頭的噴嘴孔徑為lmm，0.5m噴頭的噴嘴孔徑為0.5mm。4.根據權利要求3所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，所述降雨噴頭的噴嘴角度為垂直向下。5.根據權利要求1所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，還包括一用于安裝降雨噴頭的伸縮式三腳架。6.根據權利要求1-5任一項所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，在儲水桶的內側壁上還安裝有攪拌葉片。7.根據權利要求6所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，還包括電源裝置，所述電源裝置與攪拌葉片、潛水栗電連接。8.根據權利要求7所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，所述電源裝置為蓄電池。9.根據權利要求1所述的一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，其特征在于，所述儲水桶中染色溶液為4g/L的亮藍溶液。
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式土壤染色示蹤實驗設備，包括：用于存放染色溶液的儲水桶以及與儲水桶連通的降雨裝置，儲水桶的側壁上安裝一水位觀測計，所述降雨裝置包括：安裝于儲水桶底壁上的潛水泵、與潛水泵的出水口相連的導水軟管以及連接于導水軟管出水端的降雨噴頭，導水軟管上還設置有流量計和流量控制閥。有益之處在于：本實用新型的便攜式土壤染色示蹤實驗設備綜合了人工降雨裝置與染色示蹤設備的優點，可以模擬水滴形成并且調節雨強大小，彌補了傳統方法中積水入滲的不足，而且結構簡單、體積小而輕便，方便攜帶，有利于野外實驗操作，能夠準確模擬山坡真實降雨過程以揭示山坡產流機理，具有良好的推廣應用前景。
【IPC分類】G01N13/00
【公開號】CN205192910
【申請號】CN201520995730
【發明人】韓小樂, 晏量軍, 賀冬, 劉金濤, 蔣成偉
【申請人】河海大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月3日