地表徑流自動計量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種地表徑流自動計量裝置。其包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側翻斗式測量器、計數儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場地表圍擋而成的徑流匯集區域，其下游端為出水端，該出水端對接所述整流槽，所述雙側翻斗式測量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計數儀安裝在雙側翻斗式測量器的下端，用以記錄所述雙側翻斗式測量器的翻轉擊打次數。本實用新型裝置結構簡單、造價低廉、便于安裝、實施，其計量精確，能夠實現多點同時連續自動計量，能夠有效克服當前地表徑流計量工作中的難題，實現地表徑流信息的便捷采集。
【專利說明】地表徑流自動計量裝置【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種計量裝置，具體涉及一種地表徑流自動計量裝置。
【背景技術】
[0002]地表徑流是指大氣降水后除直接蒸發、植物截留、滲入地下、填充洼地外，其余在流域地面由重力作用下沿著一定的方向和路徑流動的水流。地面徑流又由于降水形態的不同，可分為多種形式，如降雨徑流或融雪徑流。其大小和速度取決于地形、降雨強度、土壤透水性、地面覆蓋及水頭壓差等，它能引起水、土和養分流失，導致地表水體富營養化，同時也是水循環的一個重要環節。農田地表徑流的變化是研究農田養分流失對河流、湖泊等地表水體水質影響的重要指標。準確獲取一定降水時間段農田地表徑流量變化信息是農田水平衡、土壤及養分流失等動態研究與控制措施應用的基礎。
[0003]農田地表徑流計量一般采用經流場試實測法和人工降雨模擬法，前者是在一定農田面積上保持邊界封閉，在徑流場的出水口處直接測量每次降雨所產生的徑流量或徑流水質。后者是無自然降水條件下，通過噴淋設備，模擬自然降雨，一定面積的土壤作為降雨下墊面，設置出水口，在出水口段測量一段設定時間的降雨產生的徑流變化。經流場試實測法的徑流量測定常用三角形量水堰測流法和梯形量水堰測流法。三角形量水堰的過水斷面為三角形缺口，頂角向下，角度可制成60°C、90°C、120°C，通過測過堰水深測得過堰流量。梯形量水堰斷面為宜上寬下窄的梯形缺口，堰口側邊通常為4:1的斜邊，通過測過水堰的水深和堰寬測得過堰流量。這種 現場測定方法能夠精確測定整個降水期間計量場地地表徑流量變化過程，也可以試驗連續取樣測定水質變化和土壤流失情況。但是這種方法需要計量人員在降雨期間親臨現場，不斷測量水堰口水深的變化，人力耗費較大，同時計量場地占地面積較大，難以實現多點計量。此外，要得到不同降水條件下的足夠數據，需要計量幾年甚至幾十年，耗時長。人工降雨模擬法能夠模擬較為復雜環境下的地表徑流，可以設定降雨量，在較短時間內得到不同降雨量下的地表徑流的數據，具有速度快、易控制等優點，但是這種方法因人工模擬降水情景，其降水強度、下墊面入滲系數和徑流面坡度等很難接近真實情況，計量結果不能反應真實情況。另外，上述兩種方法均不能實現多點自動同時計量。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、計量誤差小、且便于安裝實施，可實現多點同時自動計量的地表徑流自動計量裝置，能夠有效克服當前地表徑流計量工作中的難題，實現地表徑流信息的便捷采集。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種地表徑流自動計量裝置，包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側翻斗式測量器、計數儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場地表圍擋而成的徑流匯集區域，其下游端為出水端，該出水端對接所述整流槽，所述雙側翻斗式測量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計數儀安裝在雙側翻斗式測量器的下端，用以記錄所述雙側翻斗式測量器的翻轉擊打次數。
[0007]所述地表徑流匯集面包括相對接的圓弧形的上游端區域和長方形區域。
[0008]所述地表徑流匯集面為PVC區隔板圍擋地表固定區域而形成的徑流匯集面，所述PVC區隔板一端插入土中用于固定，該地表徑流匯集面上游端和兩側的PVC區隔板的上沿高出地表以阻擋外界流水，且其上沿削薄成刃，出水端PVC板上沿與地表齊平。
[0009]在所述地表徑流匯集面的上游端前布設有縱向的截錐狀分流器，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進入地表徑流匯集面。
[0010]所述整流槽上部橫截面為矩形，其長度與所述地表徑流匯集面寬度相等，該整流槽下部收窄，其縱剖面呈V型，其底部設置有出水口，所述整流槽的一側對接于所述匯集面的出水端，其余側面及頂面均密閉。
[0011]在所述整流槽的頂面接近所述出水端的封面上安裝有擋雨板。
[0012]所述雙側翻斗式測量器包括呈等腰三角型的兩個側面、相匹配的矩形底面及中間設置的垂直于底面的隔板，且該隔板將翻斗分割成容積相等的兩個簸箕型量斗，兩各側面分別經由相應的轉軸安裝于支架上，而該支架安裝在對應的測量器底板上。
[0013]在所述兩個簸箕型量斗的下方分別安裝有對應的計數儀，由所述地表徑流匯集面所匯集的徑流水經所述整流槽出水口流入一側的簸箕型量斗，當積水量達到一定量時，該側簸箕型量斗失去平衡翻倒，同時則由另一側簸箕型量斗接納徑流水，當積水量達到一定量時，再次失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計數儀一次，根據翻斗容量和計數儀記載的次數，計算徑流水量。
[0014]本實用新型具有積極有益的效果:
[0015]本實用新型結構簡單、造價低廉，便于安裝、實施，其計量精確，能夠實現多點同時連續自動計量，能夠有效克服當前地表徑流計量工作中的難題，實現地表徑流信息的便捷采集。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為一種地表徑流自動計量裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中徑流匯集面的區隔圍擋的結構示意圖；
[0018]圖3為圖1中分流器的結構示意圖；
[0019]圖4為圖1中整流槽的結構示意圖；
[0020]圖5為圖1中雙側翻斗式計量器的結構示意圖。
[0021]圖中，I為地表,2為匯集面外沿,3為擋雨板,4為出水口，5為翻斗,6為計數儀,7為采樣瓶，8為平衡支點，9為分流器，10為徑流匯集面，11為整流槽，12為雙側翻斗式計量器。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例進一步闡述本實用新型。
[0023]實施例1 一種地表徑流自動計量裝置，參見圖1至圖5，包括地表徑流匯集面10、整流槽11、雙側翻斗式計量器12、計數儀6，所述地表徑流匯集面10是由隔板在徑流場地表圍擋而成的徑流匯集區域，其下游端為出水端，該出水端對接于整流槽11，雙側翻斗式計量器12安裝在整流槽11底部的出水口下端，計數儀6安裝在雙側翻斗式計量器12的下端，用以記錄所述雙側翻斗式計量器12的翻轉擊打次數。
[0024]上述地表徑流匯集面10由PVC區隔板條沿地面順坡向圍擋成，其上游端呈圓弧狀，下游端為長方形區域，長寬比為1:0.6，圓弧弦長與地表徑流匯集面寬相等，圓弧所對的圓心角為120°C ,PVC區隔板條厚度約I?1.5cm,寬40?45cm, —端豎直插入土中約20cm,另一端露出地表20?25cm，接近上沿處I?2cm，用刀盡量削薄，厚度約0.2?0.3cm,盡量減少因雨水落擊PVC區隔板上沿引起的誤差，匯集面出水端PVC區隔板上沿高度與地面一致。
[0025]在地表徑流匯集面10的上游端前布設有縱向截錐狀分流器9，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進入地表徑流匯集面10，其為由PVC板制成的類四面體，三個面為正三角形(一個為底面，兩個為水流分割面)，另一面為曲面，彎曲度與匯集面上游端圓弧部分相一致，分流器的高與匯集面上沿一致，一般高出地面20?25cm，彎曲面與匯集面圓弧頂端用氯丁橡膠粘結。
[0026]上述整流槽11由PVC板制成，其一側連接地表徑流匯集面10出水端，上部為矩形，長與匯集面寬度相等，寬約10?20cm，高約20?25cm，下部為“V”型，底部傾斜坡度為300C，低端設有長方形出水口，方向與出水端垂直，出水口長10cm，寬1cm，出水口四周粘接寬1cm、厚度為0.5 cm的PVC板，用于導流。整流槽一側面半封閉(高出地表的矩形部分不封閉)與匯集面出水端連接，其余側面與上口封閉，上口接近出水端的封面上聯接一高5cm、長與匯集面寬相等的PVC版條，阻擋整流槽上口封面的雨水流入整流槽11。
[0027]上述雙側翻斗式計量器12安裝在整流槽11正下方，側面為等腰三角型，高為IOcm,底面為矩形,底面長為30cm,寬為12 cm,翻斗中間與底邊垂直焊接一邊長為12cm的不銹鋼隔板，將翻斗分割成容積相等的兩個“簸箕”型量斗，隔板處于出水口正下方，與出水口下沿用于導流的PVC板保持Icm距離，在翻斗兩側面，底邊中心，分別焊接一長為2 cm的轉軸，取一長約50cm，寬約20cm的不銹鋼板作為計量器底板，底板幾何中點，沿邊平行焊接兩個三角形支架，支架頂端對應位置用電鉆鉆孔，孔徑與轉軸橫截面直徑相當，將翻斗通過轉軸固定在地板上，調節鉆孔，保證翻斗靈活翻轉，在量斗左右兩側接近出水口 5cm處，正下方底板上分別安裝機械式計數儀，計數儀的高為4cm，底板兩端設排水口，排水口聯接取樣器或排水渠道，當徑流水經整流槽出水口流入一側量斗，當積水量達到一定量時，量斗失去平衡翻倒，當一側翻倒時，另一側量斗接納流水，當積水量達到一定量時，失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計數儀一次，根據翻斗容量和計數儀記載的次數，計算徑流水量。
[0028]雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種地表徑流自動計量裝置，其特征在于，包括地表徑流匯集面、整流槽、雙側翻斗式測量器、計數儀，所述地表徑流匯集面是由隔板在徑流場地表圍擋而成的徑流匯集區域，其下游端為出水端，該出水端對接所述整流槽，所述雙側翻斗式測量器安裝在該整流槽底部的出水口下端，所述計數儀安裝在雙側翻斗式測量器的下端，用以記錄所述雙側翻斗式測量器的翻轉擊打次數。
2.根據權利要求1所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，所述地表徑流匯集面包括相對接的圓弧形的上游端區域和長方形區域。
3.根據權利要求1所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，所述地表徑流匯集面為PVC區隔板圍擋地表固定區域而形成的徑流匯集面，所述PVC區隔板一端插入土中用于固定，該地表徑流匯集面上游端和兩側的PVC區隔板的上沿高出地表以阻擋外界流水，且其上沿削薄成刃，出水端PVC板上沿與地表齊平。
4.根據權利要求1所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，在所述地表徑流匯集面的上游端前布設有縱向的截錐狀分流器，用于分流上坡徑流，以阻擋上坡徑流進入地表徑流匯集面。
5.根據權利要求1所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，所述整流槽上部橫截面為矩形，其長度與所述地表徑流匯集面寬度相等，該整流槽下部收窄，其縱剖面呈V型，其底部設置有出水口，所述整流槽的一側對接于所述匯集面的出水端，其余側面及頂面均密閉。
6.根據權利要求5所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，在所述整流槽的頂面接近所述出水端的封面上安裝有擋雨板。
7.根據權利要求1所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，所述雙側翻斗式測量器包括呈等腰三角型的兩個側面、相匹配的矩形底面及中間設置的垂直于底面的隔板，且該隔板將翻斗分割成容積相等的兩個簸箕型量斗，兩各側面分別經由相應的轉軸安裝于支架上，而該支架安裝在對應的測量器底板上。
8.根據權利要求7所述的地表徑流自動計量裝置，其特征在于，在所述兩個簸箕型量斗的下方分別安裝有對應的計數儀，由所述地表徑流匯集面所匯集的徑流水經所述整流槽出水口流入一側的簸箕型量斗，當積水量達到一定量時，該側簸箕型量斗失去平衡翻倒，同時則由另一側簸箕型量斗接納徑流水，當積水量達到一定量時，再次失去平衡翻倒，而每一次翻斗傾倒，都擊打計數儀一次，根據翻斗容量和計數儀記載的次數，計算徑流水量。
【文檔編號】G01F11/26GK203422124SQ201320352096
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年6月19日 優先權日:2013年6月19日
【發明者】張貴龍, 任天志, 楊殿林, 趙建寧, 劉紅梅, 賴欣, 宋曉龍 申請人:農業部環境保護科研監測所