本實(shí)用新型涉及土壤研究用試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置。

背景技術(shù)：

目前的土壤侵蝕以及徑流溶質(zhì)遷移實(shí)驗(yàn)大多在室內(nèi)進(jìn)行，雖然可以提供穩(wěn)定的雨強(qiáng)和雨滴打擊，且不受自然條件下風(fēng)速等因素的干擾，但室內(nèi)試驗(yàn)只能基于人為擾動(dòng)土來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不能考慮野外自然狀態(tài)下的土壤異質(zhì)性等對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響，室內(nèi)試驗(yàn)的規(guī)律結(jié)果不能直接應(yīng)用于野外試驗(yàn)。但是野外試驗(yàn)裝置往往又比較笨重且不夠精細(xì)，周蓓蓓等人研制的便攜式野外模擬降雨裝置(見(jiàn)CN204583541U)，很好的解決了野外裝置笨重、拆卸復(fù)雜的問(wèn)題，但此裝置中的抽水設(shè)備，即多功率水泵，只可以維持雨強(qiáng)的恒定，難以實(shí)現(xiàn)不同雨強(qiáng)的轉(zhuǎn)化。因此，為了在野外實(shí)驗(yàn)中研究不同雨強(qiáng)的變化對(duì)溶質(zhì)遷移或土壤侵蝕的影響，需要開(kāi)發(fā)出一種可實(shí)現(xiàn)不同雨強(qiáng)切換即可控雨強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用，在野外試驗(yàn)條件中易于控制不同雨強(qiáng)，從而便于開(kāi)展不同雨強(qiáng)對(duì)土壤侵蝕以及溶質(zhì)遷移的影響的實(shí)驗(yàn)研究工作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置，包括依次連接的供水單元、雨強(qiáng)控制單元和降雨單元；所述雨強(qiáng)控制單元包括與所述供水單元連接的輸入管道、與所述降雨單元連接的輸出管道，以及連接在所述輸入管道和輸出管道之間的水泵，所述輸出管道上還連接有排水管道，所述排水管道上安裝有流量調(diào)節(jié)裝置。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述降雨單元包括支架，所述支架上方承載有降雨管網(wǎng)，所述降雨管網(wǎng)上均勻設(shè)置有用于向田間試驗(yàn)區(qū)模擬降雨的多個(gè)降雨噴頭，所述輸出管道與所述降雨管網(wǎng)連接。

所述降雨管網(wǎng)包括一個(gè)框形通水管道，所述框形通水管道的內(nèi)部設(shè)有多列縱欄管道，所述多列縱欄管道分別與所述框形通水管道連通，所述降雨噴頭安裝在所述縱欄管道上。

所述支架下方設(shè)置有圍繞所述田間試驗(yàn)區(qū)四周邊緣的圍擋，所述圍擋上開(kāi)設(shè)有集水通孔。

所述集水通孔上連接有用于收集田間試驗(yàn)區(qū)徑流水樣的三角堰。

所述供水單元包括儲(chǔ)水容器和用于支撐所述儲(chǔ)水容器的支撐架，所述輸入管道與所述儲(chǔ)水容器相連通。

所述輸入管道、輸出管道或排水管道由多段管道可拆卸連接而成，所述多段管道之間通過(guò)彎管接頭可活動(dòng)連接。

所述輸出管道和所述排水管道上還分別設(shè)有水表。

所述輸入管道和/或輸出管道上還設(shè)有閥門(mén)。

所述流量調(diào)節(jié)裝置包括安裝在所述排水管道上的開(kāi)關(guān)閥和雨強(qiáng)調(diào)節(jié)指示刻度盤(pán)，所述雨強(qiáng)調(diào)節(jié)指示刻度盤(pán)上的不同刻度與所述開(kāi)關(guān)閥的不同開(kāi)度相對(duì)應(yīng)。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于采用流量調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)節(jié)通過(guò)輸出管道進(jìn)入降雨單元的流量，在野外試驗(yàn)條件中易于實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬降雨強(qiáng)度的控制，便于開(kāi)展不同雨強(qiáng)對(duì)土壤侵蝕以及溶質(zhì)遷移的影響的實(shí)驗(yàn)研究工作。

(2)所述輸入管道和/或輸出管道上設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)，便于控制試驗(yàn)過(guò)程，增加裝置的易用性。

(3)所述輸入管道、輸出管道或排水管道由多段管道通過(guò)彎管接頭可拆卸連接而成，這樣設(shè)置使得管道拆裝方便，適于野外攜帶與使用，并且彎管接頭實(shí)現(xiàn)分段管道之間的可活動(dòng)連接，容易根據(jù)試驗(yàn)區(qū)地形環(huán)境等布置排管。

附圖說(shuō)明

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是雨強(qiáng)控制單元的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是流量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置，主要包括依次連接的供水單元、雨強(qiáng)控制單元和降雨單元。

具體地，請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置的所述降雨單元主要包括支架3，所述支架3下方設(shè)置有圍繞所述田間試驗(yàn)區(qū)四周邊緣的圍擋2，圍擋2可以是水泥砌成的擋板，該擋板插入地下約10cm左右，可防止雨滴打擊導(dǎo)致的泥沙飛濺等，圍起來(lái)的試驗(yàn)區(qū)內(nèi)部為原狀土。所述圍擋2上開(kāi)設(shè)有集水通孔，所述集水通孔上連接有用于收集田間試驗(yàn)區(qū)徑流水樣的三角堰1。所述支架3上方承載有降雨管網(wǎng)，所述雨強(qiáng)控制單元的輸出管道用于向所述降雨管網(wǎng)輸送水源，所述降雨管網(wǎng)上均勻設(shè)置有用于模擬降雨的多個(gè)降雨噴頭4，使雨滴可以均勻噴灑在田間試驗(yàn)區(qū)土壤表面。

作為一種具體示例，所述降雨管網(wǎng)可設(shè)置成包括一個(gè)框形通水管道5，所述框形通水管道5的內(nèi)部設(shè)有多列縱欄管道，所述多列縱欄管道分別與所述框形通水管道5連通，所述降雨噴頭4安裝在所述縱欄管道上。如圖1中所示，四縱欄管道上共開(kāi)設(shè)12個(gè)降雨噴頭4，所述降雨噴頭4優(yōu)選子彈頭式噴頭。

所述供水單元主要包括儲(chǔ)水容器14和用于支撐所述儲(chǔ)水容器14的支撐架13。進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)水容器通過(guò)進(jìn)水管15引入供水源，供水源可以選用田間灌溉渠水，此時(shí)進(jìn)水管15可以插在灌溉水水閥處進(jìn)行取用。

所述雨強(qiáng)控制單元主要包括輸入管道9、輸出管道6、以及連接在所述輸入管道9和輸出管道6之間的水泵10，所述輸出管道6上還連接有排水管道12，所述排水管道12上安裝有流量調(diào)節(jié)裝置11。其中，輸入管道9用于與所述供水單元連接以引入降雨用水，輸出管道6用于將引入的降雨用水通過(guò)水泵10輸送到所述降雨單元。流量調(diào)節(jié)裝置11可以調(diào)節(jié)通過(guò)排水管道12排出的水量，從而使得通過(guò)輸出管道6進(jìn)入降雨單元的流量可調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬降雨強(qiáng)度的控制。

如圖1中所示，所述輸入管道9與所述儲(chǔ)水容器14相連通，輸出管道6與所述降雨管網(wǎng)相連通，其中在輸水管道6的端部采用兩分支管62分別從兩側(cè)通向框形通水管道5，使水流可以充滿(mǎn)在整個(gè)降雨管網(wǎng)的管道中。

進(jìn)一步地，所述輸入管道9和/或輸出管道6上還設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)8，便于控制試驗(yàn)過(guò)程，增加裝置的易用性。使用時(shí)，保證開(kāi)關(guān)閥門(mén)8處于開(kāi)啟狀態(tài)，則將會(huì)有一定量的水從儲(chǔ)水容器14中經(jīng)過(guò)輸入管道9流入到水泵10中，并以一定壓力沖入輸出管道6，進(jìn)而充滿(mǎn)降雨管網(wǎng)，使雨滴降落在試驗(yàn)區(qū)土壤表面。

此外，輸出管道6下方還設(shè)有支撐管16，用于固定輸水管道，防止其晃動(dòng)。所述輸出管道6上還設(shè)置有水表7，可以計(jì)量流入降雨單元的水流量。所述排水管道12上也可以設(shè)置水表，用于計(jì)量排出的水流量。

請(qǐng)配合參閱圖2所示，所述輸入管道9、輸出管道6或排水管道12由多段管道可拆卸連接而成，所述多段管道之間通過(guò)彎管接頭可活動(dòng)連接。如圖2中所示輸入管道6中的彎管接頭61，輸出管道9中的彎管接頭91、排水管道12中的彎管接頭121等。這樣設(shè)置使得輸入管道9、輸出管道6及排水管道12拆裝方便，適于野外攜帶與使用，并且彎管接頭實(shí)現(xiàn)分段管道之間的可活動(dòng)連接，容易根據(jù)試驗(yàn)區(qū)地形環(huán)境等布置排管。

請(qǐng)配合參閱圖3所示，所述流量調(diào)節(jié)裝置11包括安裝在所述排水管道12上的開(kāi)關(guān)閥111和雨強(qiáng)調(diào)節(jié)指示刻度盤(pán)112，圖中所示為一個(gè)標(biāo)好刻度的半圓形塑料板，該塑料板上的不同刻度與所述開(kāi)關(guān)閥111的不同開(kāi)度相對(duì)應(yīng)。

使用時(shí)，通過(guò)該流量調(diào)節(jié)裝置11控制不同雨強(qiáng)的方法是：旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)閥111，使得從水泵10流出的水一部分通過(guò)排水管道12流出(從排水管道12流出的水可以循環(huán)利用，繼續(xù)進(jìn)行農(nóng)田灌溉活動(dòng))，從而控制通過(guò)輸出管道6流進(jìn)框形通水管道5的水量，進(jìn)而達(dá)到可以調(diào)節(jié)出不同雨強(qiáng)的目的。通過(guò)排水管道12流出的水量可以通過(guò)在排水管道12上安裝的水表計(jì)量。同時(shí)，通過(guò)輸出管道6流進(jìn)降雨單元的水量可通過(guò)水表7計(jì)量。

初始設(shè)置時(shí)，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)閥到刻度盤(pán)某一刻度，記錄某一時(shí)間段t內(nèi)流入和流出水表的水量度數(shù)，便可通過(guò)下式計(jì)算雨強(qiáng)。

此時(shí)刻度盤(pán)刻度所指即為計(jì)算出的雨強(qiáng)，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，即可知刻度盤(pán)所有刻度對(duì)應(yīng)的雨強(qiáng)，下次進(jìn)行不同雨強(qiáng)條件下的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)閥到需要的刻度即可。

綜上所述，由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的田間可控雨強(qiáng)模擬降雨裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用、便于攜帶，在野外試驗(yàn)條件中易于控制不同雨強(qiáng)，便于開(kāi)展不同雨強(qiáng)對(duì)土壤侵蝕以及溶質(zhì)遷移的影響的實(shí)驗(yàn)研究工作。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。