[发明专利]一种用于沟坡重力侵蚀现场试验的观测方法

摘要

一种用于沟坡重力侵蚀现场试验的观测方法，其特征在于用地貌仪DV视线与陡坡面上结构光垂直，根据试验过程的视频录像截图，可分别计算出次降雨事件中的重力侵蚀量和水力侵蚀量，即：次降雨的总侵蚀量、重力侵蚀量和水力侵蚀量；降雨结束后发生的重力侵蚀量；任意时刻陡坡的坡向和坡度分布；其特征还在于通过调节室内光线、建立防雨观测室、安装防雾滤镜，加强投射在陡坡面上激光线的清晰度；其特征还在于通过调整DV的视线角度，使DV视线与地貌仪主机发出的激光平面垂直，并根据视线校准器进行检验和调整。本发明能够将水力侵蚀量和重力侵蚀量分离，定量观测和计算降雨过程中和降雨后的重力侵蚀量。

主权项

一种用于沟坡重力侵蚀现场试验的观测方法，其特征在于，该方法使用的装置包括野外试验室、沟坡地形、降雨模拟装置和重力侵蚀观测装置四个部分；野外试验室：包括可组装的野外试验室和放置在试验室内的可移动防雨观测室；沟坡地形：沟坡地形在野外沟坡侵蚀现场的可组装的野外试验室内，根据研究区域典型地貌特征，“切”出概化的坡面，并用钢板桩边墙将此概化地形与周围环境隔开；钢板桩边墙之间用螺栓连接，且连接处嵌入止水的密封条；以可插入、拔出式组合钢板桩为边墙，分隔出一定尺度的观测面，防止该观测面与观测区域外的地表径流和地下水交流；钢板桩面向沟坡地形的内侧面上标注有长度刻度，以供地形数据处理建模时定位；降雨模拟装置：包括三桶稳压供水器、可移动可组装多微喷头组合式降雨器和集水槽等构件；三桶稳压供水器中的大桶放在地势较高的位置，用于沉淀和储存清水，并通过连通管将清水输入中桶；作为稳压水箱的小桶容积较小，置于中桶内；当潜水泵B将清水由中桶内输运到小桶中时，部分清水溢出，其余部分由潜水泵A供给到降雨器中，以保持固定的水位向降雨器供水；重力侵蚀观测装置：包括地貌仪主机、可移动可组装的崩滑面观测支架和视线校准器；观测支架通过螺栓固定在柱墩上，观测支架上均布一字线激光器；一字线激光器上发出竖直且平行于陡坡坡向的激光平面，用于标示降雨过程中陡坡的崩滑面形态；观测支架上方正中固定有支撑杆，支撑杆上有安装有DV摄像机；打点激光器与DV固定，且发出的激光线与DV视线平行；试验方法的具体步骤如下：调整DV的视线角度，使DV视线与地貌仪主机发出的激光平面垂直，并用视线校准器进行检验；视线校准器是用于验证地貌仪主机发出的激光平面与DV视 线是否垂直的装置，在每次降雨前检验DV视线与激光平面是否垂直；带滑轮的集光盒安装在校准器的横杆上，集光盒可沿着横杆的滑槽移动；调整校准器支架上的固定螺栓，实现集光盒在竖直方向上的上下移动；集光盒的底部安装有反射镜；侧壁由透明材料制作，且在离地貌仪较远的一侧画有等距的不透明的平行线，平行线的间距与地貌仪激光平面间距一致；激光盒底部安装有反射镜；当主机发出的激光平面与DV视线垂直时，激光平面在集光盒侧壁上的投影与集光盒侧壁上的不透明平行线重合，且打点激光器发出的激光线经镜面反射后，正好返回到打点激光器上；可移动防雨观测室的框架采用金属结构、用螺栓连接；观测室上部和顶棚不透水，地貌仪的主机和监视器等仪器都放在该观测室中，从而使地貌仪主机的发光面不至于沾上雨水，以保证投射在陡坡地形激光线的清晰度；降雨开始前，在DV镜头上安装防雾滤镜，并调整试验室内光线强度，以使DV的观测效果达到最佳；每次侵蚀试验前，先把试验区铺上塑料布，率定降雨强度；然后开启地貌仪，揭开塑料布，开始计时，正式进行侵蚀试验；试验中观测陡坡的崩滑过程，同时拍摄崩滑面的特写照片；每次试验结束，将DV上的观测录像拷贝到计算机中，以作下一步分析处理。