步驟602、根據公式Δ s = Qr-Q。計算得到降雨入滲前期的水分虧損量Δ S ; CN 105181531 A 1>兀 h/i -p 5/17 貞
[0021] 步驟603、根據公式 -計算得到降雨入滲前期的降雨入滲率I;
[0022] 步驟604、根據公式 -計算得到降雨入滲前期的降雨出滲率V。；
[0023] 步驟605、根據公式 計算得到降雨入滲前期的降雨入滲系數α ;
[0024] 其中，步驟603和步驟604中，t為時間；
[0025] 步驟七、進行降雨條件下土壤凍融循環，測量降雨條件下土壤凍結期和降雨條件 下土壤消融期試驗土樣的谷值含水率、峰值含水率和穩定含水率，并計算降雨條件下土壤 凍結期和降雨條件下土壤消融期的黃土水分迀移規律降雨入滲特征參數；具體過程為：
[0026] 步驟701、降雨條件下土壤凍結期入滲模擬：調節冷熱一體機的溫度為土壤凍結 環境溫度T2，并操作計算機，啟動降雨條件下土壤凍結期入滲模擬模式，計算機通過串口通 信電路發送降雨條件下土壤凍結期入滲模擬的信號給微控制器，微控制器通過加熱制冷驅 動控制電路控制半導體加熱制冷片進行制冷，半導體加熱制冷片制冷過程中，多個土壤溫 濕度傳感器分別對試驗土樣的溫度和濕度進行周期性檢測并將檢測到的多個測試點處試 驗土樣的溫度信號和濕度信號傳輸給微控制器，微控制器對各個采樣時刻多個測試點處試 驗土樣的溫度信號求平均，得到各個采樣時刻試驗土樣的平均溫度，并分別將各個采樣時 刻試驗土樣的平均溫度與預先通過操作按鍵操作電路設定的土壤凍結溫度1~3進行比對，當 試驗土樣的平均溫度達到土壤凍結溫度1~3時，微控制器通過加熱制冷驅動控制電路控制 半導體加熱制冷片停止制冷，從而使試驗土樣的平均溫度維持為土壤凍結溫度T3;降雨條 件下土壤凍結期入滲模擬過程中，第一流量傳感器對降雨量進行實時檢測并將檢測到的信 號實時輸出給微控制器，第二流量傳感器對未滲入試驗土樣內的水流量進行周期性檢測并 將檢測到的信號輸出給微控制器，微控制器將其相鄰的兩個采樣時刻接收到的未滲入試驗 土樣內的水流量作差，當相鄰的兩個采樣時刻的未滲入試驗土樣內的水流量差值小于等于 Icm3時，說明達到了降雨條件下土壤凍結期入滲穩定；此時，微控制器將其接收到的降雨量 信號通過串口通信電路實時傳輸給計算機，計算機將其接收到的降雨量信號記錄為降雨條 件下土壤凍結期入滲穩定時的總降雨量Qz';
[0027] 步驟702、進行降雨條件下土壤凍結期入滲觀測并測量降雨條件下土壤凍結期試 驗土樣的谷值含水率、峰值含水率和穩定含水率：從啟動降雨條件下土壤凍結期入滲模擬 模式到降雨條件下土壤凍結期入滲穩定的過程中，未滲入試驗土樣內的水從多個所述降雨 徑流量測量孔內流出并經過多根降雨徑流量測量分管和降雨徑流量測量總管流入降雨徑 流量測量量杯內；滲出試驗土樣內的水從多個所述降雨出滲量測量孔內流出并經過多根 降雨出滲量測量分管和降雨出滲量測量總管流入降雨出滲量測量量杯內；同時，微控制器 還將其接收到的多個測試點處試驗土樣的溫度信號和濕度信號通過串口通信電路實時傳 輸給計算機，計算機接收并記錄各個采樣時刻多個測試點處試驗土樣的溫度信號和濕度信 號，且對各個測試點處多個采樣時刻的濕度按照時間先后順序進行排列，當相鄰兩個采樣 時刻的濕度差值小于等于1%時，說明該測試點處試驗土樣的濕度已穩定，將相鄰兩個采樣 時刻中后一個采樣時刻的濕度值記錄為該測試點處降雨條件下土壤凍結期試驗土樣的穩 定含水率Θ/，而且，計算機還對各個測試點處多個采樣時刻的濕度進行從大到小排列， 并將各個測試點處排列在最前的濕度值記錄為該測試點處降雨條件下土壤凍結期試驗土 樣的峰值含水率θρ'，將各個測試點處排列在最后的濕度值記錄為該測試點處降雨條件 下土壤凍結期試驗土樣的谷值含水率θν';而且，微控制器還將其接收到的未滲入試驗土 樣內的水流量通過串口通信電路傳輸給計算機，計算機調用流量曲線繪制模塊繪制未滲入 試驗土樣內的水流量隨時間t變化的曲線；查看顯示在計算機上的未滲入試驗土樣內的水 流量隨時間t變化的曲線，當未滲入試驗土樣內的水流量隨時間t變化的曲線趨近于一條 直線時，說明達到了降雨條件下土壤凍結期入滲穩定，此時，查看降雨徑流量測量量杯內未 滲入試驗土樣內的水的量，并將該讀數記錄為降雨條件下土壤凍結期的降雨徑流量Q/ ; 查看降雨出滲量測量量杯內滲出試驗土樣內的水的量，并將該讀數記錄為降雨條件下土壤 凍結期的降雨出滲量(V ;
[0028] 步驟703、降雨條件下土壤凍結期的黃土水分迀移規律降雨入滲特征參數計算：
[0029] 步驟7031、根據公式Q/ =Qz' -Q/，計算得到降雨條件下土壤凍結期的降雨入 滲量Q/ ;
[0030] 步驟7032、根據公式AS' =Q/ -Q。'計算得到降雨條件下土壤凍結期的水分虧 損量AS';
[0031] 步驟7033、根據公式 汁算得到降雨條件下土壤凍結期的降雨入滲率V ;
[0032] 步驟7034、根據公式 汁算得到降雨條件下土壤凍結期的降雨出滲率V ;
[0033] 步驟7035、根據公式 計算得到降雨條件下土壤凍結期的降雨入滲系數 a r ;
[0034] 其中，步驟7033和步驟7034中，t為時間；
[0035] 步驟704、降雨條件下土壤消融期入滲模擬：調節冷熱一體機的溫度為土壤消融 環境溫度T4，并操作計算機，啟動降雨條件下土壤消融期入滲模擬模式，計算機通過串口通 信電路發送降雨條件下土壤消融期入滲模擬的信號給微控制器，微控制器通過加熱制冷驅 動控制電路控制半導體加熱制冷片進行制熱，半導體加熱制冷片制熱過程中，多個土壤溫 濕度傳感器分別對試驗土樣的溫度和濕度進行周期性檢測并將檢測到的多個測試點處試 驗土樣的溫度信號和濕度信號傳輸給微控制器，微控制器對各個采樣時刻多個測試點處試 驗土樣的溫度信號求平均，得到各個采樣時刻試驗土樣的平均溫度，并分別將各個采樣時 刻試驗土樣的平均溫度與預先通過操作按鍵操作電路設定的土壤消融溫度1~5進行比對，當 試驗土樣的平均溫度達到土壤消融溫度1~5時，微控制器通過加熱制冷驅動控制電路控制 半導體加熱制冷片停止制熱，從而使試驗土樣的平均溫度維持為土壤消融溫度T5;降雨條 件下土壤消融期入滲模擬過程中，第一流量傳感器對降雨量進行實時檢測并將檢測到的信 號實時輸出給微控制器，第二流量傳感器對未滲入試驗土樣內的水流量進行周期性檢測并 將檢測到的信號輸出給微控制器，微控制器將其相鄰的兩個采樣時刻接收到的未滲入試驗 土樣內的水流量作差，當相鄰的兩個采樣時刻的未滲入試驗土樣內的水流量差值小于等于 Icm3時，說明達到了降雨條件下土壤消融期入滲穩定；此時，微控制器將其接收到的降雨量 信號通過串口通信電路實時傳輸給計算機，計算機將其接收到的降雨量信號記錄為降雨條 件下土壤消融期入滲穩定時的總降雨量Qz";
[0036] 步驟705、進行降雨條件下土壤消融期入滲觀測并測量降雨條件下土壤消融期試 驗土樣的谷值含水率、峰值含水率和穩定含水率：從啟動降雨條件下土壤消融期入滲模擬 模式到降雨條件下土壤消融期入滲穩定的過程中，未滲入試驗土樣內的水從多個所述降雨 徑流量測量孔內流出并經過多根降雨徑流量測量分管和降雨徑流量測量總管流入降雨徑 流量測量量杯內；滲出試驗土樣內的水從多個所述降雨出滲量測量孔內流出并經過多根 降雨出滲量測量分管和降雨出滲量測量總管流入降雨出滲量測量量杯內；同時，微控制器 還將其接收到的多個測試點處試驗土樣的溫度信號和濕度信號通過串口通信電路實時傳 輸給計算機，計算機接收并記錄各個采樣時刻多個測試點處試驗土樣的溫度信號和濕度信 號，且對各個測試點處多個采樣時刻的濕度按照時間先后順序進行排列，當相鄰兩個采樣 時刻的濕度差值小于等于1%時，說明該測試點處試驗土樣的濕度已穩定，將相鄰兩個采樣 時刻中后一個采樣時刻的濕度值記錄為該測試點處降雨條件下土壤消融期試驗土樣的穩 定含水率Θ/'，而且，計算機還對各個測試點處多個采樣時刻的濕度進行從大到小排列， 并將各個測試點處排列在最前的濕度值記錄為該測試點處降雨條件下土壤消融期試驗土 樣的峰值含水率θρ"，將各個測試點處排列在最后的濕度值記錄為該測試點處降雨條件 下土壤消融期試驗土樣的谷值含水率θν";而且，微控制器還將其接收到的未滲入試驗土 樣內的水流量通過串口通信電路傳輸給計算機，計算機調用流量曲線繪制模塊繪制出未滲 入試驗土樣內的水流量隨時間t變化的曲線；查看顯示在計算機上的未滲入試驗土樣內的 水流量隨時間t變化的曲線，當未滲入試驗土樣內的水流量隨時間t變化的曲線趨近于一 條直線時，說明達到了降雨條件下土壤消融期入滲穩定，此時，查看降雨徑流量測量量杯內 未滲入試驗土樣內的水的量，并將該讀數記錄為降雨條件下土壤消融期的降雨徑流量Q/ ; 查看降雨出滲量測量量杯內滲出試驗土樣內的水的量，并將該讀數記錄為降雨條件下土壤 消融期的降雨出滲量Q。"；
[0037] 步驟706、降雨條件下土壤消融期的黃土水分迀移規律降雨入滲特征參數計算：
[0038] 步驟7061、根據公式Q/ =Qz" -Q/，計算得到降雨條件下土壤消融期的降雨入 滲量Q/ ;
[0039] 步驟7062、根據公式AS" =Q/ -Q。"計算得到降雨條件下土壤消融期的水分虧 損量AS";
[0040] 步驟7063、根據公式 計算得到降雨條件下土壤消融期的降雨入滲率V/ ;
[0041] 步驟7064、根據公式 計算得到降雨條件下土壤消融期的降雨出滲率V。"；
[0042] 步驟7065、根據公￥
計算得到降雨條件下土壤消融期的降雨入滲系數 α ";
[0043] 其中，步驟7063和步驟7064中，t為時間；
[0044] 循環執行步驟七，直到達到預先通過操作計算機設定的循環次數η ;其中，η的取 值為5~20次。
[0045] 上述的方法，其特征在于：步驟五中常溫環境溫度1\的取值為0°C~40°C，步驟 701中土壤凍結環境溫度1~2的取值為-25°C~20°C，步驟701中土壤凍結溫度T 3的取值 為-30°C~10°C，步驟704中土壤消融環境溫度1\的取值為-25°C~20°C，步驟704中土 壤消融溫度T5的取值為-30 °C~KTC。
[0046] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0047] 1、本發明黃土水分迀移規律室內模擬系統的結構緊湊，設計新穎合理，實現方便。
[0048] 2、采用本發明進行黃土水分迀移規律特征參數測定的使用操作方便，方法步驟簡 單。
[0049] 3、本發明是專門針對降雨條件下黃土水分迀移規律室內模擬的試驗儀器及降雨 條件下黃土水分迀移規律特征參數室內測定的方法，能夠研究不同坡度、不同降雨強度下 黃土在降雨入滲過程中、降雨條件下凍結過程中以及降雨條件下消融過程中各特征參數的 變化規律，以及黃土在降雨條件下凍融循環的水分迀移規律，功能完備，為進一步研究降雨 條件下黃土水分迀移規律提供了途徑。
[0050] 4、本發明降雨模擬系統的結構簡單，設計新穎合理，能夠有效模擬降雨強度，效果 良好。
[0051] 5、本發明的地質模型系統，能夠通過調節多個千斤頂的高度，能夠實現不同坡度 的工況模擬，與實際試驗工況的一致性較好。
[0052] 6、本發明的實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0053] 綜上所述，本發明使用操作方便，功能完備，為進一步研究降雨條件下黃土水分迀 移規律提供了途徑，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0054] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0055] 圖1為本發明黃土水分迀移規律室內模擬系統的結構示意圖。
[0056] 圖2為本發明冷熱一體機、降雨模擬系統和地質模型系統在室內模擬系統箱體的 布設位置示意圖。
[0057] 圖3為本發明地質模型系統的結構示意圖。
[0058] 圖4為本發明試驗數據采集及控制器的電路原理框圖。
[0059] 圖5為本發明加熱制冷驅動控制電路的電路原理圖。
[0060] 圖6為本發明黃土水分迀移規律特征參數測定方法的方法流程框圖。
[0061] 附圖標記說明：
[0062] 1 一室內模擬系統箱體；2-1-降雨槽內壓力控制管； 2-2-進水管；
[0063] 2-3-圓形降雨孔； 2-4-降雨槽； 2-5-進水電磁閥；
[0064] 2-6-進水水栗； 2-7-壓力控制電磁閥； 2-8-壓力傳感器；
[0065] 2-9-空氣壓縮機； 2-10-水位傳感器；
[0066] 2-11-第一流量傳感器；4 一地質模型槽；
[0067] 4-1 一試驗土樣； 4-2-經煒格柵板； 4-3-陶土板；
[0068] 4-4一半導體加熱制冷片；5-千斤頂；
[0069] 6-底座； 7-冷熱一體機； 8-計算機；
[0070] 9-第二流量傳感器； 10-1-降雨徑流量測量分管；
[0071] 10-2-降雨徑流量測量總管； 10-3-降雨出滲量測量分管；
[0072] 10-4-降雨出滲量測量總管； 11 一降雨徑流量測量量杯；
[0073] 12-降雨出滲量測量量杯； 13-控制器；
[0074] 13-1-微控制器； 13-2-串口通信電路；
[0075] 13-3-按鍵操作電路； 13-4-第一電磁閥驅動器；
[0076] 13-5 一液晶