專利名稱：一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及在季節(jié)性凍融地區(qū)研究降雨或融雪條件下水文過程ー營養(yǎng)物運(yùn)移規(guī)律的野外觀測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施。
背景技術(shù)：
徑流實(shí)驗(yàn)場是定量研究流域或坡地水文過程和土壌侵蝕過程的關(guān)鍵科研設(shè)施和觀測手段，由此得到的基礎(chǔ)觀測資料對(duì)于小尺度水土流失規(guī)律的研究進(jìn)而擴(kuò)展到區(qū)域水土流失的防治具有重要作用。徑流實(shí)驗(yàn)場的修建受地形、氣候等條件的約束，因而不同地區(qū)徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)計(jì)方案也不盡相同。傳統(tǒng)的徑流實(shí)驗(yàn)場設(shè)計(jì)中邊界、集流槽、集水箱采用混凝土材料，由于存在凍脹變形現(xiàn)象，很難滿足我國北方季節(jié)性凍融地區(qū)的使用條件，而其多空膠凝的結(jié)構(gòu)又不可避免造成水分滲漏損失，使觀測數(shù)據(jù)誤差増加。傳統(tǒng)的徑流實(shí)驗(yàn)場大多關(guān)注坡面徑流的觀測，而對(duì)滲透進(jìn)入包氣帶后水的橫向遷移關(guān)注較少，有的實(shí)驗(yàn)場在土壌 剖面對(duì)側(cè)滲水進(jìn)行了集總式收集，但缺乏必要的分層取樣處理，由于隨著土層深度増加土壤微結(jié)構(gòu)的變化會(huì)影響到土壌水的運(yùn)移過程，這就需要針對(duì)不同深度的土壤側(cè)滲水運(yùn)移的研究進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。一般的徑流實(shí)驗(yàn)場的觀測項(xiàng)目集中在降雨、地表產(chǎn)流、土壤侵蝕、徑流沖刷等，而很少涉及到土壌中營養(yǎng)物在水文過程驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)移和流失。隨著我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染狀況的持續(xù)惡化，在傳統(tǒng)徑流實(shí)驗(yàn)場觀測實(shí)驗(yàn)中增加農(nóng)田景觀単元尺度營養(yǎng)物遷移規(guī)律的相關(guān)觀測項(xiàng)目勢在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)ー種新型的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，包括至少ー級(jí)坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)；每級(jí)所述坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)包括坡面實(shí)驗(yàn)場、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置、分流池和集水箱；所述坡面實(shí)驗(yàn)場的邊界上設(shè)有橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和左右兩列縱向圍墻，所述橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和所述左右兩列縱向圍墻閉合圍攏成實(shí)驗(yàn)農(nóng)田；所述橫向圍墻位于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的上緣，所述縱向圍墻沿所述坡面實(shí)驗(yàn)場的坡面延伸至所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置；所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置與所述坡面實(shí)驗(yàn)場的地表徑流流向垂直，設(shè)置于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的下緣，并且與所述坡面實(shí)驗(yàn)場同寬；所述分流池和所述集水箱位于所述地表徑流及土壌側(cè)滲水收集裝置的下坡向。所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置包括地表徑流集流槽和土壤側(cè)滲水收集槽，所述地表徑流集流槽經(jīng)由地表徑流出流口和連接硬管與所述分流池和所述集水箱連通。[0008]所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置多層設(shè)計(jì)，層數(shù)及每層深度根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和現(xiàn)場條件設(shè)定，第一層為所述地表徑流集流槽，以下各層為所述土壤側(cè)滲水收集槽，所述土壤側(cè)滲水收集槽通過土壤側(cè)滲水出流ロ與承接容器連通。所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的層與層的連接采用卡扣設(shè)計(jì)，對(duì)土壌橫向和縱向凍脹起緩沖作用。所述橫向圍墻和所述縱向圍墻由加筋C25混凝土修筑，地上部分20cm，地下部分30cm ；所述分流池使用5孔分流設(shè)計(jì)，所述分流池與所述集水箱底部均安裝用于排水的球型閥門。所述分流池設(shè)置5個(gè)同高度同流量的分流孔，其中一個(gè)連通到所述集水箱，所述分流池內(nèi)液面高于所述分流孔的下沿時(shí)，承接的地表徑流的1/5進(jìn)入所述集水箱。 還包括底座，所述分流池和所述集水箱并排設(shè)置在所述底座上，所述分流池的墻壁、所述集水箱的墻壁和所述底座的內(nèi)部均加設(shè)不同密度的起加固作用的鋼筋網(wǎng)，并且對(duì)土壤垂向凍脹作用起緩沖作用。所述底座中設(shè)置兩層鋼筋，所述兩層鋼筋網(wǎng)狀布置并設(shè)置分縫；所述分流池的墻壁和所述集水箱的墻壁中設(shè)置單層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯單層防水布。所述分流池和所述集水箱均設(shè)置蓋板，防止雨水或融雪混入。本實(shí)用新型涉及ー種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)研究降雨或融雪條件下水文過程-營養(yǎng)物運(yùn)移規(guī)律的野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，主要應(yīng)用于在凍融循環(huán)存在的區(qū)域進(jìn)行田間水文過程和營養(yǎng)物運(yùn)移的觀測實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)徑流實(shí)驗(yàn)場存在的不足和問題，結(jié)合我國北方凍土區(qū)特殊的自然條件，提出一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)在上述區(qū)域開展土壌流失、生態(tài)水文過程及營養(yǎng)物運(yùn)移等研究工作。本實(shí)用新型的有益效果如下I.本實(shí)用新型提供了一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，同時(shí)滿足降雨和融雪條件下的水文過程、水土流失的野外觀測，可以有效抵抗土壌凍脹損害，保證實(shí)驗(yàn)場的正常運(yùn)行。2.本實(shí)用新型提供了一種分層收集土壤側(cè)滲水樣的裝置，層數(shù)及每層深度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和現(xiàn)場條件進(jìn)行設(shè)定，便于對(duì)壤中流進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測研究。3.本實(shí)用新型提供了ー種研究農(nóng)田尺度土壤營養(yǎng)物運(yùn)移規(guī)律的有效手段，通過對(duì)地表徑流及土壤側(cè)滲水的收集，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)表層土壤營養(yǎng)物溶出和次表層土壤營養(yǎng)物運(yùn)移的觀測。

圖I為本實(shí)用新型的示意圖；圖2為圖I的A-A視圖；圖3為圖I的B局部放大圖；圖4為圖3的A-A視圖；圖5為圖3的B-B視圖；[0027]圖6為本實(shí)用新型的配筋表。其中，I、邊界2、實(shí)驗(yàn)農(nóng)田3、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置4、分流池5、集水箱6、地表徑流出流ロ 7、分流池與集水箱連接硬管8、地表徑流集流槽9、土壤側(cè)滲水收集槽10、分流孔11、球型閥門12、土壤側(cè)滲水出流ロ 13、鋼筋網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I至圖5所示的一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，包括至少ー級(jí)坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)；每級(jí)所述坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)包括坡面實(shí)驗(yàn)場、地表徑流及土壌側(cè)滲水收集裝置、分流池和集水箱；所述坡面實(shí)驗(yàn)場的邊界上設(shè)有橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和左右兩列縱向圍墻，所述橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水 收集裝置和所述左右兩列縱向圍墻閉合圍攏成實(shí)驗(yàn)農(nóng)田；所述橫向圍墻位于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的上緣，所述縱向圍墻沿所述坡面實(shí)驗(yàn)場的坡面延伸至所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置；所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置與所述坡面實(shí)驗(yàn)場的地表徑流流向垂直，設(shè)置于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的下緣，并且與所述坡面實(shí)驗(yàn)場同寬；所述分流池和所述集水箱位于所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的下坡向；所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置包括地表徑流集流槽和土壤側(cè)滲水收集槽，所述地表徑流集流槽經(jīng)由地表徑流出流口和連接硬管與所述分流池和所述集水箱連通；所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置多層設(shè)計(jì)，層數(shù)及每層深度根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和現(xiàn)場條件設(shè)定，第一層為所述地表徑流集流槽，以下各層為所述土壤側(cè)滲水收集槽，所述土壤側(cè)滲水收集槽通過土壤側(cè)滲水出流ロ與承接容器連通。在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的層與層的連接采用卡扣設(shè)計(jì)，對(duì)土壤橫向和縱向凍脹起緩沖作用；所述橫向圍墻和所述縱向圍墻由加筋C25混凝土修筑，地上部分20cm，地下部分30cm ;所述分流池使用5孔分流設(shè)計(jì)，所述分流池與所述集水箱底部均安裝用于排水的球型閥門；所述分流池設(shè)置5個(gè)同高度同流量的分流孔，其中一個(gè)連通到所述集水箱，所述分流池內(nèi)液面高于所述分流孔的下沿時(shí)，承接的地表徑流的1/5進(jìn)入所述集水箱。在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施還包括底座，所述分流池和所述集水箱并排設(shè)置在所述底座上，所述分流池的墻壁、所述集水箱的墻壁和所述底座的內(nèi)部均加設(shè)不同密度的起加固作用的鋼筋網(wǎng)，并且對(duì)土壤垂向凍脹作用起緩沖作用；所述底座中設(shè)置兩層鋼筋，所述兩層鋼筋網(wǎng)狀布置并設(shè)置分縫；所述分流池的墻壁和所述集水箱的墻壁中設(shè)置單層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯單層防水布；所述分流池和所述集水箱均設(shè)置蓋板，防止雨水或融雪混入。詳細(xì)說如圖I所示，一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，主要由實(shí)驗(yàn)場邊界、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置、分流池、集水箱組成。其中邊界由加筋C25混凝土修筑，地上部分20cm，地下部分30cm，橫向圍墻位于坡面上緣，縱向圍墻沿實(shí)驗(yàn)場坡面延伸至地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置，相鄰實(shí)驗(yàn)場圍墻順坡度呈階梯狀；地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置與地表徑流流向垂直，設(shè)置于坡面下緣，與實(shí)驗(yàn)場同寬，多層設(shè)計(jì)，地表徑流集流槽經(jīng)由出流口和硬管與分流池和集水箱連接；分流池與集水箱位于地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的下坡向，并排設(shè)置，分流池使用5孔分流設(shè)計(jì)，分流池與集水箱底部均安裝球型閥門用于排水。如圖2所示，地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置多層設(shè)計(jì)，層數(shù)及每層深度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和現(xiàn)場條件設(shè)定，第一層為地表徑流集流槽，通過出流ロ與分流池、集水箱連接，以下多層為土壤側(cè)滲水收集裝置，通過出流ロ與承接容器連接，地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置層與層的連接采用卡扣設(shè)計(jì)，對(duì)土壌橫向和縱向凍脹起緩沖作用。如圖3、4、5、6所示，分流池和集水箱容器壁均加筋處理，底座兩層鋼筋網(wǎng)狀布置并設(shè)置分縫，墻體單層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯單層防水布，分流池和集水箱均設(shè)置木質(zhì)蓋板，防止雨水或融雪混入。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作 的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于，包括至少ー級(jí)坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)； 每級(jí)所述坡面實(shí)驗(yàn)場系統(tǒng)包括坡面實(shí)驗(yàn)場、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置、分流池和集水箱；所述坡面實(shí)驗(yàn)場的邊界上設(shè)有橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和左右兩列縱向圍墻，所述橫向圍墻、所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和所述左右兩列縱向圍墻閉合圍攏成實(shí)驗(yàn)農(nóng)田；所述橫向圍墻位于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的上緣，所述縱向圍墻沿所述坡面實(shí)驗(yàn)場的坡面延伸至所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置；所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置與所述坡面實(shí)驗(yàn)場的地表徑流流向垂直，設(shè)置于所述坡面實(shí)驗(yàn)場的下緣，并且與所述坡面實(shí)驗(yàn)場同寬；所述分流池和所述集水箱位于所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的下坡向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置包括地表徑流集流槽和土壤側(cè)滲水收集槽，所 述地表徑流集流槽經(jīng)由地表徑流出流口和連接硬管與所述分流池和所述集水箱連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置多層設(shè)計(jì)，層數(shù)及每層深度根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和現(xiàn)場條件設(shè)定，第一層為所述地表徑流集流槽，以下各層為所述土壤側(cè)滲水收集槽，所述土壤側(cè)滲水收集槽通過土壤側(cè)滲水出流ロ與承接容器連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的層與層的連接采用卡扣設(shè)計(jì)，對(duì)土壌橫向和縱向凍脹起緩沖作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述橫向圍墻和所述縱向圍墻由加筋C25混凝土修筑，地上部分20cm，地下部分30cmo
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述分流池使用5孔分流設(shè)計(jì)，所述分流池與所述集水箱底部均安裝用于排水的球型閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述分流池設(shè)置5個(gè)同高度同流量的分流孔，其中一個(gè)連通到所述集水箱，所述分流池內(nèi)液面高于所述分流孔的下沿時(shí)，承接的地表徑流的1/5進(jìn)入所述集水箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于還包括底座，所述分流池和所述集水箱并排設(shè)置在所述底座上，所述分流池的墻壁、所述集水箱的墻壁和所述底座的內(nèi)部均加設(shè)不同密度的起加固作用的鋼筋網(wǎng)，并且對(duì)土壤垂向凍脹作用起緩沖作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述底座中設(shè)置兩層鋼筋，所述兩層鋼筋網(wǎng)狀布置并設(shè)置分縫；所述分流池的墻壁和所述集水箱的墻壁中設(shè)置單層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯單層防水布。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，其特征在于所述分流池和所述集水箱均設(shè)置蓋板，防止雨水或融雪混入。
專利摘要一種適用于季節(jié)性凍融地區(qū)野外觀測徑流實(shí)驗(yàn)場的設(shè)施，坡面實(shí)驗(yàn)場的邊界上設(shè)有橫向圍墻、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和左右兩列縱向圍墻，橫向圍墻、地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置和左右兩列縱向圍墻閉合圍攏成實(shí)驗(yàn)農(nóng)田；橫向圍墻位于坡面實(shí)驗(yàn)場的上緣，縱向圍墻沿坡面實(shí)驗(yàn)場的坡面延伸至地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置；地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置與坡面實(shí)驗(yàn)場的地表徑流流向垂直，設(shè)置于坡面實(shí)驗(yàn)場的下緣，并且與坡面實(shí)驗(yàn)場同寬；分流池和集水箱位于地表徑流及土壤側(cè)滲水收集裝置的下坡向。本實(shí)用新型同時(shí)滿足降雨和融雪條件下的水文過程、水土流失的野外觀測，可以有效抵抗土壤凍脹損害，保證實(shí)驗(yàn)場的正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01N33/24GK202649202SQ20122018526
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者程紅光, 郝芳華, 蒲曉, 丁兆亮, 王東利, 路路 申請(qǐng)人:程紅光