CN108267344A - 一种坡面径流场径流取样器 - Google Patents

一种坡面径流场径流取样器 Download PDF

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Abstract

一种坡面径流场径流取样器由取样瓶***，浮球***，浮球弹起***和导水槽（5）组成，取样瓶***包括取样瓶（1）；滑动槽（6）；导水槽固定环（12）；浮球***包括浮球（2）；定位杆（3）；浮球柄（4）；浮球弹起***包括配重码（7）；拨杆（8）；吊绳（9）；拨环（10）和导水槽（5）组成。地表径流产生时，径流首先进入第一个取样器的取样瓶（1），当取样瓶（1）的水位（13）上升到一定高度，浮球（2）升起，同时托起导水槽（5）的一端，使导水槽向反方向倾斜，第一个储水瓶采样结束，径流沿着倾斜的导水槽进入若干个取样器的取样瓶依次取样。本取样器结构简明、操作简单、可在一次径流过程的不同大气降雨强度、不同地表径流强度的时段分别、等量、连续、自动采集径流样品的坡面径流场径流取样。

Description

一种坡面径流场径流取样器
技术领域:
本发明专利涉及一种与坡面径流场配套使用的径流取样器，这种坡面径流取样器具有自动分阶段采样的功能，可将一次降水过程在坡面径流场产生的地表径流等量分份收集，分别测定一次径流过程不同阶段径流携带的泥沙的含量和粒径组成，结合径流过程各阶段的径流强度和降雨强度，可为分析研究土壤侵蚀规律提供可能，同时也可确定地表径流量、土壤侵蚀量和侵蚀模数。
技术背景:
土壤侵蚀是环境退化的重要标志，生态学家和社会各界高度关注。研究土壤侵蚀的方法很多，但对土壤侵蚀的长期定位研究多采用坡面径流场法。目前我国在森林生态定位观测研究站、水土保持定位观测研究站等野外长期定位研究站（点）的不同立地类型均建立了系列坡面径流场。坡面径流场投资少，结构简单，测定准确，适应于各种地形地貌和土壤类型。但目前坡面径流场还没有配备多功能的监测设备，只是简单地收集测定每次降水过程产生的径流量及其泥沙总含量，用于确定待测环境的地表径流量、土壤侵蚀量和侵蚀模数，无法深入研究土壤侵蚀规律，如土壤侵蚀强度与降雨强度、地表径流强度、地面坡度、土壤结构、植被盖度等自然要素之间关系的准确快速确定。
发明内容:
本发明为了达到以上目标，设计了一种结构简明、操作简单、可在一次径流过程的不同大气降雨强度、不同地表径流强度的时段分别、等量、连续、自动采集径流样品的坡面径流场径流取样器。
为达到上述目的，本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：
一种坡面径流场径流取样器由取样瓶***，浮球***，浮球弹起***和导水槽（5）组成。
取样瓶***包括取样瓶（1）；滑动槽（6）；导水槽固定环（12）；浮球***包括浮球（2）；定位杆（3）；浮球柄（4）；浮球弹起***包括配重码（7）；拨杆（8）；吊绳（9）；拨环（10）和导水槽（5）组成；各个部件通过机械连接或管道及槽体连接。
仪器设置于坡面径流场集水槽内，与集水槽内径流输出管（14）相对接，或先接流量计测定流量、流速和产生的时间后，再接坡面径流场径流取样器进行取样。坡面径流场径流取样器若干个组成一组，每一个取的是一个时间段的径流样品，实现了分阶段取样的目标。坡面径流场径流取样器数量和容积取决于相关科学研究的需要和坡面径流场每次的平均产流量。地表径流产生时，径流首先进入第一个取样器的取样瓶（1），当取样瓶（1）的水位（13）上升到一定高度，浮球（2）升起，同时托起导水槽（5）的一端，使导水槽向反方向倾斜，这时第一个储水瓶采样结束，径流沿着倾斜的导水槽进入第二个取样器的取样瓶；然后第三个取样器、第四个取样器……依次取样。样品包装后送实验室化验。
一种坡面径流场径流取样器的取样瓶***由取样瓶（1）、滑动槽（6）和导水槽固定环（12）组成；取样瓶（1）为圆柱体，内壁光滑、抗腐蚀；取样瓶（1）内侧面壁垂直焊接滑动槽（6），滑动槽（6）截面为内折边“U”型，为定位杆（3）的滑道；导水槽（5）固定环焊接在取样瓶（1）沿口的滑动槽（6）正对面，起到固定导水槽（5）前端的作用；浮球***由浮球（2）、定位杆（3）和浮球柄（4）组成，浮球（2）上端与浮球柄（4）下端焊接，浮球（2）下端焊接吊绳（9），两个焊点的连线穿过浮球重心；定位杆（3）的一端垂直抱握浮球柄（4），另一端在滑动槽（6）内上下滑动，两者保持近垂直状态；浮球柄（4）的上端与导水槽（5）的后端关节状连接，浮球弹起***由配重码（7）、拨杆（8）、吊绳（9）和拨环（10）组成，吊绳（9）上端固定在浮球（2）下端，下端悬吊住拨杆（8）的长臂，拨杆（8）为锐角“L”型，短臂悬挂配重码（7）；拨环（10）为圆环状具杆状柄，柄平行于环面，柄固焊在滑动槽（6）的外壁；拨环呈水平状态且垂直滑动槽（6）；拨环（10）内径大于浮球（2）外径，供浮球（2）在拨环内上下***；导水槽（5）先端具细嘴（11），并由导水槽固定环（12）固定在取样瓶沿口上，起到导水槽（5）准确定位的作用；导水槽（5）后端通过浮球柄4固定在浮球（2）上，在浮球（2）的推动下以取样瓶（1）的沿口为支点上下运动。
一种坡面径流场径流取样器，其工作原理如下： 导水槽（5）同时作为杠杆，其先端被储水瓶1的沿口支撑，后端在重力作用下向下倾斜；当径流产生，径流输出管14的径流进入导水槽（5），然后通过导水槽（5）的后端流入取样瓶（1），取样瓶（1）的水位（13）上升，浮球（2）带动浮球弹起***的活动组件一起浮起；同时推动导水槽后端抬起，当导水槽（5）向反方向倾斜时，径流开始进入第二个取样器的导水槽。在这个过程中，浮球弹起***起到关键作用；浮球（2）向上浮起时，浮球（2）通过吊绳（9）提起拨杆（8）和配重码（7），拨杆（8）的长臂被处于固定状态的拨环（10）所阻挡，拨杆（8）的长臂和短臂同时下倾，配重码（7）从拨杆（8）的短臂滑落；浮球***重力和浮力失衡，浮球（2）突然弹起，导水槽（5）立即向反方向倾斜；径流进入第二个取样器，从而实现了取样器自动分水、导水功能，也避免了导水槽（5）出现平行状态，径流同时进入两个取样器出现的径流样品混合现象。
附图说明:
图1是本发明所设计的“坡面径流场径流取样器”结构原理图。
图2是本发明所设计的取样器部件“导水槽”结构图。
图1中：1、6、12为取样瓶***，其中1-取样瓶；6-滑动槽；12-导水槽固定环。2、3、4为浮球***，其中2-浮球；3-定位杆；4-浮球柄。7、8、9、10为浮球弹起***，其中7-配重码；8-拨杆；9-吊绳；10-拨环。5为导水槽。
图3是仰视图
图4是左视图
图5是右视图
具体实施方式:
下面结合附图和具体的实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式:
下面结合附图和具体的实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
由于当前在生态***定位监测中坡面径流场取径流样品均为，一次径流过程的混合总样，不能提取径流过程各阶段的泥沙含量和粒径组成等信息，所以本发明设计了坡面径流场径流取样器，实现分时段自动、连续取样。采用的基本原理是浮子、杠杆推动导水槽进行分流。
一种坡面径流场径流取样器由取样瓶***，浮球***，浮球弹起***和导水槽（5）组成。
取样瓶***包括取样瓶（1）；滑动槽（6）；导水槽固定环（12）；浮球***包括浮球（2）；定位杆（3）；浮球柄（4）；浮球弹起***包括配重码（7）；拨杆（8）；吊绳（9）；拨环（10）和导水槽（5）组成。
根据附图1所示：本发明的坡面径流场径流取样器的取样瓶***由取样瓶（1）、滑动槽（6）和导水槽固定环（12）组成。取样瓶（1）为圆柱体，内壁光滑、抗腐蚀；取样瓶（1）内侧面壁垂直焊接滑动槽（6），滑动槽（6）截面为内折边“U”型，为定位杆（3）的滑道；导水槽（5）固定环焊接在取样瓶（1）沿口的滑动槽（6）正对面，起到固定导水槽（5）前端的作用。浮球***由浮球（2）、定位杆（3）和浮球柄（4）组成。浮球（2）上端与浮球柄（4）下端焊接，浮球（2）下端焊接吊绳（9），两个焊点的连线穿过浮球重心；定位杆（3）的一端垂直抱握浮球柄（4），另一端在滑动槽（6）内上下滑动，两者保持近垂直状态；浮球柄（4）的上端与导水槽（5）的后端关节状连接。浮球弹起***由配重码（7）、拨杆（8）、吊绳（9）和拨环（10）组成。吊绳（9）上端固定在浮球（2）下端，下端悬吊住拨杆（8）的长臂；拨杆（8）为锐角“L”型，短臂悬挂配重码（7）；拨环（10）为圆环状具杆状柄，柄平行于环面，柄固焊在滑动槽（6）的外壁；拨环呈水平状态且垂直滑动槽（6）；拨环（10）内径大于浮球（2）外径，供浮球（2）在拨环内上下***。导水槽（5）先端具细嘴（11），并由导水槽固定环（12）固定在取样瓶沿口上，起到导水槽（5）准确定位的作用；导水槽（5）后端通过浮球柄4固定在浮球（2）上，在浮球（2）的推动下以取样瓶（1）的沿口为支点上下运动。以上较详细地叙述了坡面径流场径流取样器的结构，取样器的工作原理是： 导水槽（5）同时作为杠杆，其先端被储水瓶1的沿口支撑，后端在重力作用下向下倾斜。当径流产生，径流输出管14的径流进入导水槽（5），然后通过导水槽（5）的后端流入取样瓶（1），取样瓶（1）的水位（13）上升，浮球（2）带动浮球弹起***的活动组件一起浮起；同时推动导水槽后端抬起，当导水槽（5）向反方向倾斜时，径流开始进入第二个取样器的导水槽。在这个过程中，浮球弹起***起到关键作用。浮球（2）向上浮起时，浮球（2）通过吊绳（9）提起拨杆（8）和配重码（7）；拨杆（8）的长臂被处于固定状态的拨环（10）所阻挡，拨杆（8）的长臂和短臂同时下倾；配重码（7）从拨杆（8）的短臂滑落；浮球***重力和浮力失衡，浮球（2）突然弹起，导水槽（5）立即向反方向倾斜；径流进入第二个取样器。从而实现了取样器自动分水、导水功能，也避免了导水槽（5）出现平行状态，径流同时进入两个取样器出现的径流样品混合现象。
本发明结构简明、操作简单、可在一次径流过程的不同大气降雨强度、不同地表径流强度的时段分别、等量、连续、自动采集径流样品的坡面径流场径流取样器。

Claims (4)

1.一种坡面径流场径流取样器，由取样瓶***，浮球***，浮球弹起***和导水槽（5）组成，其特征是：取样瓶***包括取样瓶（1）、滑动槽（6）、导水槽固定环（12）、浮球***包括浮球（2）、定位杆（3）、浮球柄（4）、浮球弹起***包括配重码（7）、拨杆（8）、吊绳（9）、拨环（10）和导水槽（5）组成，各部分采用机械连接或管道及槽体连接。
2.根据权利要求1所述的一种坡面径流场径流取样器，其特征是：取样器设置于坡面径流场集水槽内，与集水槽内径流输出管（14）相对接，或先接流量计测定流量、流速和产生的时间后，再接坡面径流场径流取样器进行取样；坡面径流场径流取样器若干个组成一组，每一个取的是一个时间段的径流样品，实现了分阶段取样的目标；坡面径流场径流取样器数量和容积取决于相关科学研究的需要和坡面径流场每次的平均产流量，地表径流产生时，径流首先进入第一个取样器的取样瓶（1），当取样瓶（1）的水位（13）上升到一定高度，浮球（2）升起，同时托起导水槽（5）的一端，使导水槽向反方向倾斜，这时第一个储水瓶采样结束，径流沿着倾斜的导水槽进入第二个取样器的取样瓶；然后第三个取样器、第四个取样器依次取样，样品包装后送实验室化验。
3.根据权利要求1所述的一种坡面径流场径流取样器，其特征是：取样瓶***由取样瓶（1）、滑动槽（6）和导水槽固定环（12）组成；取样瓶（1）为圆柱体，内壁光滑、抗腐蚀；取样瓶（1）内侧面壁垂直焊接滑动槽（6），滑动槽（6）截面为内折边“U”型，为定位杆（3）的滑道；导水槽（5）固定环焊接在取样瓶（1）沿口的滑动槽（6）正对面，起到固定导水槽（5）前端的作用；浮球***由浮球（2）、定位杆（3）和浮球柄（4）组成，浮球（2）上端与浮球柄（4）下端焊接，浮球（2）下端焊接吊绳（9），两个焊点的连线穿过浮球重心；定位杆（3）的一端垂直抱握浮球柄（4），另一端在滑动槽（6）内上下滑动，两者保持近垂直状态；浮球柄（4）的上端与导水槽（5）的后端关节状连接，浮球弹起***由配重码（7）、拨杆（8）、吊绳（9）和拨环（10）组成，吊绳（9）上端固定在浮球（2）下端，下端悬吊住拨杆（8）的长臂，拨杆（8）为锐角“L”型，短臂悬挂配重码（7）；拨环（10）为圆环状具杆状柄，柄平行于环面，柄固焊在滑动槽（6）的外壁；拨环呈水平状态且垂直滑动槽（6）；拨环（10）内径大于浮球（2）外径，供浮球（2）在拨环内上下***；导水槽（5）先端具细嘴（11），并由导水槽固定环（12）固定在取样瓶沿口上，起到导水槽（5）准确定位的作用；导水槽（5）后端通过浮球柄4固定在浮球（2）上，在浮球（2）的推动下以取样瓶（1）的沿口为支点上下运动。
4.根据权利要求1所述的一种坡面径流场径流取样器，其特征是： 导水槽（5）同时作为杠杆，其先端被储水瓶（1）的沿口支撑，后端在重力作用下向下倾斜；当径流产生，径流输出管（14）的径流进入导水槽（5），然后通过导水槽（5）的后端流入取样瓶（1），取样瓶（1）的水位（13）上升，浮球（2）带动浮球弹起***的活动组件一起浮起；同时推动导水槽后端抬起，当导水槽（5）向反方向倾斜时，径流开始进入第二个取样器的导水槽,在这个过程中，浮球弹起***起到关键作用；浮球（2）向上浮起时，浮球（2）通过吊绳（9）提起拨杆（8）和配重码（7），拨杆（8）的长臂被处于固定状态的拨环（10）所阻挡，拨杆（8）的长臂和短臂同时下倾，配重码（7）从拨杆（8）的短臂滑落；浮球***重力和浮力失衡，浮球（2）突然弹起，导水槽（5）立即向反方向倾斜；径流进入第二个取样器，从而实现了取样器自动分水、导水功能，也避免了导水槽（5）出现平行状态，径流同时进入两个取样器出现的径流样品混合现象。
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Inventor after: Chen Chengni

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