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1、10申请公布号CN102561253A43申请公布日20120711CN102561253ACN102561253A21申请号201210029773322申请日20120210E02B1/0220060171申请人中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所地址610041四川省成都市人民南路四段9号72发明人苏正安熊东红董一帆翟娟李佳佳杨丹74专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人伍见54发明名称一种原态原位冲沟系统冲刷小区57摘要本发明公开了一种原态原位冲沟系统冲刷小区，包括沿坡度从上向下顺序相连布置的稳流池、储水槽、集水区、跌坎、沟床、沟床缓冲区、水沙收集槽、分流池以及集。
2、流池，所述稳流池与储水槽通过输水管连接；集水区为长方形；跌坎的宽度与集水区一致；冲沟沟床上部与跌坎底部相连；沟床缓冲区与水沙收集槽连接；水沙收集槽的排水口通过输水管与分流池连接，分流池的排水口再通过输水管与集流池连接。本发明由于方法构建的冲沟冲刷小区主要采用原态原位方式构建，因此，扰动土体较少，具有很好的经济性。可以连续系统准确地观测冲沟的发育全过程，因此具有较强的科学性。装置结构简单，操作维护便捷。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页1/1页21一种原态原位冲沟系统冲刷小区，包括沿坡度从上向下顺序相连布。
3、置的稳流池、储水槽、集水区、跌坎、沟床、沟床缓冲区、水沙收集槽、分流池以及集流池，其特征在于所述稳流池与储水槽通过输水管连接，在输水管上设置有流量计；储水槽由砖砌墙体围合而成为长方体，输水管伸入储水槽底部，储水槽和小区集水区的上侧共用一个墙体，该共用墙体顶面保持水平；集水区为长方形，集水区的上侧和左右两侧由砖砌墙体围合而成、集水区下侧为开放结构，集水区在水流方向上的坡度为1015；跌坎的宽度与集水区一致，跌坎的坡度为4590；冲沟沟床上部与跌坎底部相连，沟床两侧采用砖砌体，下部设置沟床缓冲区，沟床的宽度与集水区一致，河床缓冲区采用瓷砖砌体；沟床缓冲区与水沙收集槽连接，水沙收集槽的底面为一向坡度。
4、下方倾斜的倾斜面，水沙收集槽的长度与沟床的宽度相同，水沙收集槽沿坡度方向下方一侧的底部设置有排水口；水沙收集槽的排水口通过输水管与分流池连接，分流池的排水口再通过输水管与集流池连接。2根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述稳流池通过水龙头供水；稳流池上还有一个溢水孔。3根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述储水槽沿坡度方向的上方墙体高度大于所述共用墙体高度。4根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述集水区沿坡度方向上的长为10M，宽为2至5米。5根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述跌坎的高度为07至1M。6根据权利。
5、要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述跌坎的坡度为90。7根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述沟床沿坡度方向上的长为7至10M。8根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述水沙收集槽的深度大于02M，宽度大于04M，水沙收集槽的排水口直径大于等于75CM。9根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述分流池内部尺寸为030303M3，分流池排水口的数量为5至8个，排水口为直径75CM的孔，排水口的大小和高度相同。10根据权利要求1所述原态原位冲沟系统冲刷小区，其特征在于所述集流池底部有一个排水管，排水管上安装有阀门。权利要求书CN。
6、102561253A1/3页3一种原态原位冲沟系统冲刷小区技术领域0001本发明技术涉及环境监测领域，特别是涉及研究冲沟发育过程的一种冲沟系统冲刷小区的构造，用于研究冲沟发育过程中的形态演化和泥沙效应。背景技术0002冲沟侵蚀是一种主要侵蚀。据美国农业部调查，沟蚀量占总侵蚀量的1873平均为35；总结分析世界各国家的沟蚀情况，沟蚀量占侵蚀总量的1094平均为44；在我国黄土高原的丘陵沟壑区，面积有2176万KM2，沟蚀量占侵蚀总量的6090。因此，研究冲沟侵蚀是必不可少的内容，其中，冲沟发育过程是一项重要内容。0003目前，在野外通常运用遥感影像、摄影和GPS等方法进行冲沟发育过程定期监测，这。
7、些方法存在以下不足1是通常需要较长时间才能获得，2是获得的结果准确性较差，特别是发育过程的信息几乎没有，3对于冲沟朔源侵蚀过程中沟头、沟壁的形态无法进行实时监测。定量试验主要在室内采用人工降雨方式进，然而室内试验尺度太小，土壤也不是原状土，与实际情况相差太远。因此，需要发明一种能快速准确测定冲沟朔源侵蚀过程的冲沟系统冲刷小区。发明内容0004本发明技术的目的是提供一种结构简单，操作、维护便捷、能将快速而准确测定冲沟发育过程规律的一种原态原位冲沟系统冲刷小区构造方式。0005本发明技术的目的是这样实现的0006一种原态原位冲沟系统冲刷小区，包括沿坡度从上向下顺序相连布置的稳流池、储水槽、集水区、。
8、跌坎、沟床、沟床缓冲区、水沙收集槽、分流池以及集流池，0007所述稳流池与储水槽通过输水管连接，在输水管上设置有流量计；0008储水槽由砖砌墙体围合而成为长方体，输水管伸入储水槽底部，储水槽和小区集水区的上侧共用一个墙体，该共用墙体顶面保持水平；0009集水区为长方形，集水区的上侧和左右两侧由砖砌墙体围合而成、集水区下侧为开放结构，集水区在水流方向上的坡度为1015；0010跌坎的宽度与集水区一致，跌坎的坡度为90；0011冲沟沟床上部与跌坎底部相连，沟床两侧采用砖砌体，下部设置沟床缓冲区，沟床的宽度与集水区一致，沟床缓冲区采用瓷砖砌体，该砌体用作在实验过程中随冲沟沟床不断下切而逐层撤出，从而。
9、起到能够监测冲沟下切过程；0012沟床缓冲区与水沙收集槽连接，水沙收集槽的底面为一向坡度下方倾斜的倾斜面，水沙收集槽的长度与沟床的宽度相同，水沙收集槽沿坡度方向下方一侧的底部设置有排水口；0013水沙收集槽的排水口通过输水管与分流池连接，分流池的排水口再通过输水管与集流池连接。说明书CN102561253A2/3页40014更进一步的方案是所述稳流池通过水龙头供水；稳流池上还有一个溢水孔。0015更进一步的方案是所述储水槽沿坡度方向的上方墙体高度大于所述共用墙体高度。0016更进一步的方案是所述集水区沿坡度方向上的长为10M，宽为2至5米。0017更进一步的方案是所述跌坎的高度为07至1M。0。
10、018更进一步的方案是所述跌坎的坡度为90。0019更进一步的方案是所述沟床沿坡度方向上的长为7至10M。0020更进一步的方案是所述水沙收集槽的深度大于02M，宽度大于04M，水沙收集槽的排水口直径大于等于75CM。0021更进一步的方案是所述分流池内部尺寸为030303M3，分流池排水口的数量为5至8个，排水口为直径75CM的孔，排水口的大小和高度相同。0022更进一步的方案是所述集流池底部有一个排水管，排水管上安装有阀门。0023本发明的有益效果是00241、经济性0025由于方法构建的冲沟冲刷小区主要采用原态原位方式构建，因此，扰动土体较少，具有很好的经济性。00262、科学性0027。
11、本方法设计的冲沟系统冲刷小区，土体都没有经过扰动，把水引进小区上端的储水槽内，让水自然溢出冲刷小区的土壤，可以连续系统准确地观测冲沟的发育全过程，此外，原态原位的冲沟系统能够最大程度地模拟野外冲沟的真实发育情况，因此具有较强的科学性。00283、本装置结构简单，操作维护便捷。0029本发明装置简单，操作方便。00304、满足多需求性。0031本发明小区上端的储水槽，引水流量大小可以根据研究的需要设置，仅需要在储水槽的上方安装一个流量计，就可以调节流量大小，满足了研究的不同需求。附图说明0032图1是本发明原态原位冲沟系统冲刷小区的示意图。具体实施方式0033如附图1所示，本发明从稳流池3和流量。
12、计4以下，沿坡度方向从上向下布置储水槽6、集水区7、跌坎8、沟床9、沟床缓冲区10和水沙收集槽11、分流池12以及集流池13顺次连接组成；集水区7为长10M、宽25M长方形，集水区的上侧和左右两侧由砖砌墙体围合而成、集水区下侧为开放结构，集水区在水流方向上的坡度为1015；储水槽6由砖砌墙体围合而成为长方体，储水槽上方有一进水管，进水管前部伸入储水槽底部，储水槽和小区集水区的上侧共用一个墙体，该共用墙体顶面应保持水平，从而使的上方来水能够均匀进入集水区；跌坎8的高度和坡度应当按照当地典型冲沟的跌坎进行相应的改进，一般活跃的冲沟跌坎为0710M，坡度一般为4590；冲沟沟床9上部与跌坎相连，两说。
13、明书CN102561253A3/3页5侧采用砖砌体，便于径流和泥沙收集，下部设置沟床缓冲区10，沟床的宽度应与集水区一致，坡度为当地沟床的典型坡度，长度一般为710M；沟床缓冲区在实验过程中随冲沟下切而逐层撤出的瓷砖其它表面平整且厚度较小的物体均可，该缓冲区瓷砖的起始高度略低于集水区下侧的土体高度；水沙收集槽的底面为一倾斜面，水沙收集槽的深度应大于02M，宽度应大于04M，长度与沟床一致，水沙收集槽的底部设置一排水口，排水口直径应达到75CM，从而防治冲沟产生大量泥沙阻塞，保证径流自然流动；水沙导流槽的排水口与分流池上部的进水口连通，分流池的内空尺寸为030303M3，分流池的排水口的尺寸一般。
14、设置为直径为75CM的孔，排水口的数量为58个，具体尺寸也可以随着集水区放水量的大小进行相应的调整，但必须保证分流池的所有排水口的流量大于进水口流量，且排水孔的大小和高度均需要保持一致；集流池容积为2M3，其内空尺寸为长2M、宽1M、深1M，观测池下部设置有一个排水管，排水管上装有阀门。0034集流池容积2M3的水沙盛装量为一定值，可以根据上方来水量和分流池排水孔数进行调整，储水槽的进水管上安装稳流池和流量计进行计量，从而可以完成不同水力坡降下的冲沟发育过程监测试验。0035本发明涉及的冲沟系统冲刷小区修建时，冲沟的集水区、跌坎和沟床主要依据当地典型的冲沟地形进行构建，并尽量减少原位土体的扰动。
15、。0036集水区坡上端的隔墙上修建储水槽，槽内宽024M，长为25M，该槽外侧坡上方的墙高048M，内侧坡下方的墙是中间低至024M，内侧保持水平，以便水槽的水均匀溢出。0037集水区为长方体，长为10M，宽为25M，上侧和左右两侧是用水泥砂浆抹平的砖砌墙，砖砌墙嵌入地下不低于03M，出露地表02M深，宽为024M，从而能够有效抵抗径流冲刷。集水区的坡面整体上是呈“V”字形，从而使得集水区的水流到达跌坎时汇流，从而模拟沟头汇流时冲沟的发育情况。0038跌坎的高度为071M，宽度与集水区一致，坡度一般4590，尤其是垂直跌坎最多。0039沟床的坡度一般较缓515，宽度与集水区一致，长度一般设置为。
16、710M，主要依据当地典型的冲沟沟床长度和修建原态原位坡沟系统的可行性。0040沟床下端缓冲区采用瓷砖拦挡，以便日后拆除随冲沟沟尾的高度降低而降低沟床高度，外接可移动的铁质水沙收集槽，槽长度与沟床一致，宽05M，高度为02M，底面应保持一定倾角，从而使泥沙完全流出。0041水沙收集槽外接砖砌分流池，分流池墙高为04米，长、宽均为03M，分流池底面为一平面，所有排水孔也必须保持同样大小和同一水平高度。0042水沙收集槽接砖砌集流池，集流池为长方体，四周为砖砌水泥砂浆抹平的墙，池深1米，长2米，宽1米，底面水泥砂浆找平，池子底部安装一个直径为75CM的排水管，排水管上装有阀门开关。0043本发明在使用时，通过水龙头2和溢水孔1、流量计4的控制，能够控制稳流池3给储水槽的供水量，让水自然溢出冲刷小区的土壤，从而能够定量、准确观测冲沟的发育全过程，而且由于整个小区的土壤都没有经过扰动，能最大程度地模拟野外冲沟的真实发育情况，因此具有较强的科学性。说明书CN102561253A1/1页6图1说明书附图CN102561253A。