[发明专利]一种确定喀斯特岩溶管道淤泥流速的装置和方法

说明书

本发明公开了一种确定喀斯特岩溶管道淤泥流速的装置和方法，包括竖直管本体、水平管组件、密度调节机构、测量机构、滑移旋转机构、供电模块和数据采集器，竖直管本体下端与岩溶管道底部接触，竖直管本体贯穿安装孔，竖直管本体固定于岩溶管道上，水平管组件包括水平管本体，水平管本体内装有水和细沙，密度调节机构通过抽送水调节水平管本体的密度，滑移旋转机构可使水平管本体旋转并沿竖直管本体滑移，数据采集器采集数据，供电模块为所有的电元件供电。本发明的装置结构简单，易于制作，制作成本低，自动化程度高，无需人工进行干预，本发明的方法基于本发明的装置，方法简单易操作，能动态监测岩溶管道内淤泥的流速，而且能够监测淤泥的深度。

技术领域

本发明涉及农业水土技术领域，具体涉及一种确定喀斯特岩溶管道淤泥流速的装置和方法，本发明适宜于指导喀斯特岩溶区域岩溶管道淤泥的淤积深度及淤泥运移速度，且适合于喀斯特区水土地下漏失机理研究、土壤地下漏失量估算、洪涝灾害预警、水土保持措施布设方案制定等科研和民生服务领域。

背景技术

喀斯特地上地下二元三维结构发育，土层浅薄且不连续、岩土结构复杂，喀斯特区水土流失不仅表现为地表过程，还表现为垂直维度的地下过程，这种水土流失过程的三维立体性极大地加剧了有关喀斯特坡面水文、土壤侵蚀等过程、机理研究的难度。非喀斯特地区用于确定土壤侵蚀量的观测研究的方法手段在喀斯特地区不适用，急需创建兼顾地上地下的喀斯特水土流失过程三维立体观测方法、设备和平台，从技术手段上实现喀斯特地上、地下水土流失过程的三维动态监测，加深对喀斯特区水土流失/漏失关键过程、驱动机制的认识。

研究表明，虽然喀斯特区地表土壤侵蚀过程极其微弱，但是在野外时常见到喀斯特坡麓地带土壤冲刷殆尽，石漠化问题突出，推测丢失的土壤大部分通过地下岩溶管道流失并沉积在地下空间。确定地下空间(如岩溶管道中)沉积的淤泥量和随着水流等运移的淤泥量是估算喀斯特区土壤侵蚀通量的关键环节，同时还在确定土壤侵蚀防治措施布设的关键位置有很重要的指示意义。另外，喀斯特地下岩溶管道作为洪水期间的主要排水通道，对地下主要岩溶管道淤泥运移情况和淤积情况的实时掌握能够在洪涝灾害提前预警、洼地内涝风险评估方面提供重要依据。然而，迄今为止尚无用于确定岩溶管道淤泥运移速度的装置和方法。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种确定喀斯特岩溶管道淤泥流速的装置和方法，该装置结构简单，易于制作，制作成本低，而且安装和回收方便。

该方法简单，能够实时动态监测岩溶管道内淤泥的流速，而且能监测淤泥的深度。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种确定喀斯特岩溶管道淤泥流速的装置，包括竖直管本体、水平管组件、密度调节机构、测量机构、滑移旋转机构、供电模块和数据采集器；

在有岩溶管道处的地表开设有安装孔，竖直管本体竖直设置，竖直管本体下端与岩溶管道底部接触，竖直管本体贯穿安装孔，竖直管本体固定于地面上；

水平管组件为对称结构，水平管组件包括水平管本体，水平管本体两端密封，水平管本体的两端部分别设有细沙腔，细沙腔内装有细沙，水平管本体内设有水腔，水腔位于两细沙腔之间，水腔和两细沙腔分别隔绝，水腔内装有水；

密度调节组件包括水泵和抽送水管，抽送水管的两端分别与水泵和水腔连通；

水平管本体通过滑移旋转机构与竖直管本体连接，水平管本体可沿着竖直管本体的轴向滑移，且水平管本体可在平行于竖直管本体的平面上旋转；