一種同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰。適用于山坡尺度 的實驗研究;屬于水利工程中水文預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個多山的國家，山丘區(qū)面積約占國土面積的2/3,山丘區(qū)人口占全國總?cè)?口的56%，復(fù)雜的地形地質(zhì)條件，多樣的氣候因素，加之人類活動影響導(dǎo)致山洪災(zāi)害頻發(fā)， 對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅。目前，我國大江大河洪水監(jiān)測及防洪標(biāo)準(zhǔn)得到逐步提 升，但小流域因流域面積及河道調(diào)蓄能力小，洪水漲幅大、洪峰高，加之資料短缺，情況復(fù) 雜，山洪防災(zāi)相對落后。因此，有必要加大對小流域的水文研究。
[0003] 流量觀測是小流域水文研究的重要一環(huán)，從目前的實驗進(jìn)展來看，可用于小流域 流量觀測的設(shè)備眾多，如三角堰、矩形堰、測流槽等。這些設(shè)備原理均是基于量水堰的水位 流量關(guān)系，由觀測到的水位轉(zhuǎn)化成流量，再生成具有時間序列的流量數(shù)據(jù)。然而，這些設(shè)備 通常安裝在河槽或渠道中，代表著一定集水面積的總出流量，并不適用于坡地產(chǎn)流研究，無 法同時獨立觀測地表徑流及壤中流。因此，需要研制一種能同時觀測壤中流及地表徑流的 量水裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種能夠同時觀測山坡地表 徑流及壤中流的量水堰。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：
[0006] -種同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰，包括:底部延伸至基巖表面的圍 梗、地表徑流檢測裝置及壤中流檢測裝置;所述地表徑流檢測裝置包括:擋土墻、地表徑流 導(dǎo)流槽、地表徑流量水槽、地表徑流堰板及地表徑流測井，所述擋土墻與地表徑流量水槽鄰 接且其上部嵌入地表徑流導(dǎo)流槽內(nèi)，所述地表徑流導(dǎo)流槽將地表徑流匯集至地表徑流量水 槽內(nèi)，所述地表徑流堰板位于地表徑流量水槽的出水一側(cè);所述壤中流檢測裝置包括:按壤 中流流向依次設(shè)置的壤中流過濾池、壤中流過濾鋼板、壤中流集水池、壤中流導(dǎo)水孔、壤中 流量水槽及壤中流堰板，還包括一壤中流測井，所述壤中流過濾池和壤中流集水池均開挖 至基巖表面，其中壤中流過濾池與土體剖面鄰接，所述壤中流堰板位于壤中流量水槽的出 水一側(cè);所述地表徑流量水槽與壤中流量水槽之間設(shè)置一隔水墻。
[0007] 此外，前述的一種同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰還包括一排水裝置， 所述排水裝置包括:收縮槽及尾水導(dǎo)水槽，地表徑流和壤中流分別自地表徑流堰板和壤中 流堰板流入收縮槽內(nèi)。
[0008 ] 優(yōu)選地，前述圍梗由鋼板制成，高出地表至少10cm，從而防止地表徑流越過圍梗。
[0009] 更優(yōu)選地，前述地表徑流導(dǎo)流槽的頂部與地表平齊。
[0010] 再優(yōu)選地，前述擋土墻和隔水墻均由混凝土澆制而成。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選地，前述圍梗邊緣與壤中流過濾池邊緣相連并密封。
[0012] 具體地，前述地表徑流測井包括:設(shè)置于地表徑流量水槽的槽邊墻內(nèi)的PVC管以及 安裝于PVC管內(nèi)的水位計。前述壤中流測井包括:設(shè)置于壤中流量水槽的槽邊墻內(nèi)的PVC管 以及安裝于PVC管內(nèi)的水位計。通過水位計連續(xù)定時記錄相應(yīng)量水槽中的水位后，求取堰上 水頭，即可利用Kindsvater-Shen公式換算得到流量。
[0013] 進(jìn)一步地，前述壤中流過濾池和壤中流集水池內(nèi)均填充有鵝卵石，鵝卵石的填充 高度比地表低l〇cm，再用混凝土澆筑在鵝卵石上直至與地表平齊。這樣，就能避免地表徑流 進(jìn)入壤中流過濾池或壤中流集水池中，使得地表徑流全部進(jìn)入地表徑流導(dǎo)流槽中，進(jìn)而流 入地表徑流量水槽中，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0014]更具體地，前述地表徑流堰板和壤中流堰板均采用30°開口的三角堰板。
[0015]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的量水堰可同時、獨立地觀測山坡地表 徑流及壤中流水位與流量，觀測過程連續(xù)、固定、自動且準(zhǔn)確性高，具有良好的推廣應(yīng)用前 景。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一種同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰的一個優(yōu)選實 施例的主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1所示實施例在應(yīng)用時的俯視剖面示意圖；
[0018]圖3是圖1所示實施例中壤中流過濾鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中附圖標(biāo)記的含義：1、圍梗，2、擋土墻，3、地表徑流導(dǎo)流槽，4、地表徑流量水槽， 5、地表徑流堰板，6、地表徑流測井，7、壤中流過濾池，8、壤中流過濾鋼板，9、壤中流集水池， 10、壤中流導(dǎo)水孔，11、壤中流量水槽，12、壤中流堰板，13、壤中流測井，14、隔水墻，15、收縮 槽，16、尾水導(dǎo)水槽。
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0021] 參見圖1和圖2,本實用新型的同時觀測山坡地表徑流及壤中流的量水堰包括:底 部延伸至基巖表面的圍梗1、地表徑流檢測裝置及壤中流檢測裝置，圍梗1由鋼板制成，高出 地表至少l〇cm，從而防止地表徑流越過圍梗1。通過地表徑流檢測裝置和壤中流檢測裝置實 現(xiàn)了同時、獨立地觀測地表徑流和壤中流。
[0022]其中，地表徑流檢測裝置包括:擋土墻2、地表徑流導(dǎo)流槽3、地表徑流量水槽4、地 表徑流堰板5及地表徑流測井6，擋土墻2與地表徑流量水槽4鄰接且其上部嵌入地表徑流導(dǎo) 流槽3內(nèi)，地表徑流導(dǎo)流槽3的頂部與地表平齊從而有效地將地表徑流按照圖1中箭頭所示 方向引流匯集至地表徑流量水槽4內(nèi)，地表徑流堰板5位于地表徑流量水槽4的出水一側(cè)。如 圖1所示，地表徑流測井6包括:設(shè)置于地表徑流量水槽4的槽邊墻內(nèi)的PVC管以及安裝于PVC 管內(nèi)的水位計，通過水位計連續(xù)定時記錄相應(yīng)地表徑流量水槽4中的水位，從而得到流量。
[0023]如圖2所示，壤中流檢測裝置包括:按壤中流流向（圖2中空心箭頭所示方向）依次 設(shè)置的壤中流過濾池7、壤中流過濾鋼板8、壤中流集水池9、壤中流導(dǎo)水孔10、壤中流量水槽 11及壤中流堰板12,壤中流過濾池7和壤中流集水池9均開挖至基巖表面，其中壤中流過濾 池7與土體剖面鄰接，壤中流堰板12位于壤中流量水槽11的出水一側(cè)；圍梗1邊緣與壤中流 過濾池7邊緣相連并密封，從而使所有壤中流都匯聚至壤中流過濾池7中，提高檢測結(jié)果的 可靠性。與地表徑流檢測裝置相似，壤中流檢測裝置也包括一壤中流測井13,具體包括:設(shè) 置于壤中流量水槽11的槽邊墻內(nèi)的PVC管以及安裝于PVC管內(nèi)的水位計，通