[发明专利]一种坡面持续饱和渗水的土壤侵蚀的模拟装置和模拟方法

权利要求书

1.一种坡面持续饱和渗水的土壤侵蚀的模拟装置，其特征在于，包括：侵蚀槽和供水单元；

所述侵蚀槽为顶部开口的空腔，所述侵蚀槽设有升降调节单元，所述升降调节单元用于调节所述侵蚀槽的两端的高度；

所述供水单元包括输水管、供水管和渗水管；所述输水管沿所述侵蚀槽的长度方向设置在所述侵蚀槽的外侧，所述输水管的一端连接至水源，所述输水管的另一端设有溢流孔；每隔预设距离沿垂直于所述侵蚀槽的底面设有所述供水管，所述供水管设有阀门，所述供水管的上端接口连接至所述输水管；平行于所述侵蚀槽的底面且垂直于所述侵蚀槽的侧壁设有所述渗水管，所述渗水管的一端穿过所述侵蚀槽的一个侧壁连接至所述供水管的下端接口，所述渗水管的另一端穿过所述侵蚀槽的另一个侧壁并密封，所述渗水管的管壁设有若干渗水孔，所述渗水孔位于所述侵蚀槽的内部；

其中，所述装置还包括渗水单元；

所述渗水单元包括第一渗水层和第二渗水层，所述第一渗水层与所述侵蚀槽的底面接触，所述第二渗水层位于所述第一渗水层每隔所述预设距离设置的凹槽内，以使所述渗水管位于所述第二渗水层内；所述第一渗水层填充有第一填充物，所述第二渗水层填充有第二填充物；由所述第一渗水层的上端面与所述第二渗水层的上端面组成的所述渗水单元的上端面平行于所述侵蚀槽的底面，所述渗水单元的上端面的高度低于所述供水管的上端接口的高度；所述第一填充物的饱和导水率小于供试土壤的饱和导水率，所述第二填充物的饱和导水率大于所述供试土壤的饱和导水率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溢流孔的开口方向垂直于所述侵蚀槽的底面向上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述渗水管包裹有土工织物。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述渗水孔的开口方向垂直于所述侵蚀槽的底面向上。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一渗水层和所述第二渗水层的交界面与所述渗水管的外壁相接触。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述渗水单元的表面铺设有土工织物，所述土工织物用于隔离所述渗水单元的填充物与所述供试土壤。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一填充物为粘土，所述第二填充物为粗砂或者细石。

8.一种基于权利要求1-7任一所述的装置的坡面持续饱和渗水的土壤侵蚀的模拟方法，其特征在于，包括：

将土壤侵蚀模拟装置水平放置，将供试土壤铺设于侵蚀槽内，并使所述供试土壤的上端面的高度与供水管的上端接口的高度齐平；

打开水源，调节供水流量，使所述供试土壤表面有水渗出；

调节所述侵蚀槽的升降调节单元，使所述土壤侵蚀模拟装置的连接至水源的一端高于另一端，且使所述土壤侵蚀模拟装置与水平面保持预设夹角；

保持所述供水流量，在预设时间后检测所述供试土壤的侵蚀情况。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述调节所述侵蚀槽的升降调节单元，使所述土壤侵蚀模拟装置的连接至水源的一端高于另一端，且使所述土壤侵蚀模拟装置与水平面保持预设夹角之后，还包括：

若所述供试土壤的表面发生管涌现象，则调节对应的阀门，以减小管涌位置上游的供水管的供水流量。