[实用新型]一种模拟工程堆积体水土流失试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水土流失试验技术领域，特别涉及一种模拟工程堆积体水土流失试验装置。

背景技术

随着我国经济的高速发展，生产建设项目逐渐增多，在生产建设过程中产生的工程堆积体作为人为水土流失最为严重的地貌单元，已引起人们的广泛关注(史东梅,蒋光毅,彭旭东等.不同土石比的工程堆积体边坡径流侵蚀过程[J].农业工程学报,2015(17):152-161.)。且生产建设过程中形成的大型工程堆积体还存在着滑坡、塌方等严重的安全隐患。

现有学者主要采用传统人工装填土槽形成的二维坡面对工程堆积体进行模拟(康宏亮等，北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响[J]《农业工程学报》2016(03):125-134；李建明等，黄土区土质道路浮土侵蚀过程[J]《应用生态学报》2015(05):1484-1494；史倩华等,模拟降雨条件下含砾石红壤工程堆积体产流产沙过程[J]《应用生态学报》2015(09):2673-2680)。然而有研究表明，真实的工程堆积体具有特定的三维立体形态(赵暄等，生产建设项目弃土堆置体的类型与特征[J]《中国水土保持科学》2013(01):88-94)。人工装填的土槽虽然具有一定的深度能够模拟堆积体的物质组成，但其表层的承雨面是一个二维坡面，而工程堆积体的表层承雨面通常为有一定弧度和曲率的锥状坡面。而且现有技术中的土槽通常为宽度不大于2m，深度不大于1m的规则长方体钢制土槽，形态规格的限制导致了其难以模拟工程堆积体从一定高度处自由下落的堆积形成过程，以及真实工程堆积体的滑坡和坍塌过程。因此利用人工装填土槽的方法不能实现对工程堆积体形成过程的模拟，而且其所形成的二维下垫面，忽略了三维立体形态对水土流失规律的影响，不能准确地反映出真实工程堆积体的径流产沙特征，无法准确研究工程堆积体发生水土流失的因素以及有效的防治措施。

此外，在水土流失试验研究中，往往需要将模拟的三维工程堆积体移动至不同的位置进行对比试验，但现有试验技术难以实现此需求。

综上所述，现有的水土流失试验技术中，存在移动性差、不能准确模拟真实工程堆积体的形成过程和立体形态，也无法精确观测径流产沙的特征和过程，致使工程堆积体的人为水土流失易导致生态环境的破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟工程堆积体水土流失试验装置，能解决移动性差、真实模拟工程堆积体的形成过程和立体形态、准确观测径流产沙特征和过程，从而提出科学有效的水土流失防治方法和措施。

本实用新型提出的一种模拟工程堆积体水土流失试验装置，其特征在于：包括呈扇形的堆积平台，堆积平台顶角α为60-180°，优选90°；堆积平台底部安装有万向轮，方便移动试验装置，堆积平台两侧设置有两个挡板，挡板与堆积平台之间垂直，两个挡板均包括一个直角，两个挡板的直角边相连，另两个直角边与堆积平台相连；

两个挡板之间的堆积平台为堆积区，堆积区用于堆放堆积物质模拟工程堆积体；堆积区的外边沿处设有集流槽，集流槽中点处开设有1个出水口，出水口呈上宽下窄状，出水口的出水方向设有收集容器，具体可以设置在出水口的下方；集流槽用于收集径流、泥沙，并引至出水口；出水口用于导出径流、泥沙至收集容器，出水口两侧的集流槽向出水口方向倾斜5°，相应地，堆积平台向集流槽方向倾斜5°；

构成堆积区的挡板侧面为挡板内侧，其中一个挡板的外侧设有用于试验人员观测试验的过道，方便试验人员对侵蚀过程的观测。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还做了进一步优化限定：

上述挡板为直角三角形挡板，具体可选用直角三角形钢板，所述过道为台阶型过道，过道沿着相应挡板的斜边设置。

另一个挡板的外侧设有传送装置，传送装置包括电机和传送带，电机驱动传送带运动，能将堆积物质传送至空中后自然堆积于平台之上，用于模拟真实工程堆积体的堆积过程。