一种边坡植被的分布式水文效应模型

摘要

本发明涉及水文效应模型技术领域，公开了一种边坡植被的分布式水文效应模型，包括：箱体、插板、进水管、鼓风机和斜板，箱体上均分有多个放置板，侧壁上具有转轴，沿内周壁具有环形滑轨，上端面具有通孔，插板内部中空，第一端具有半开口的轴套，轴套套接在转轴上，第二端能够搭接在一个放置板上，进水管分别与进水螺纹孔及外部水源连接，鼓风机位于最下端的放置板的下方，与风口相对的侧面固连有滑块，滑块与环形滑轨滑动配合，鼓风机与滑块分别电源电性连接，斜板设于鼓风机的下方，第一侧端通过支撑杆与箱体的底部连接，下端面中间位置通过升降机构与箱体连接。本发明模型可以真实模拟不同降雨角度和雨滴直径冲击对植被护坡的影响。

说明书

技术领域

本发明涉及水文效应模型技术领域，特别涉及一种边坡植被的分布式水文效应模型。

背景技术

边坡指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。

降雨冲击是坡面产生土壤侵蚀的原动力，减弱或消除降雨能量是防止道路边坡土壤侵蚀的重要措施，植被护坡主要是依靠坡面植被地下根系的力学效应和茎叶的水文效应来实现的，因此，建立边坡植被的分布式水文效应模型对植被护坡具有重要意义。

现有的一些边坡植被的分布式水文效应模型多是通过降雨量的大小来实现模拟目的，而降雨对护坡的影响不仅仅只是在降雨量上，同时降雨的方向和雨滴的直径大小是对护坡的冲击力大小的关键，因此，一种可以真实模拟降雨方向和雨滴直径大小的水文效应模型对研究边坡植被对水文效应具有重大意义。

发明内容

本发明提供一种边坡植被的分布式水文效应模型，能够真实模拟不同降雨角度和雨滴直径冲击对植被护坡的影响。

本发明提供了一种边坡植被的分布式水文效应模型，包括：

箱体，一侧壁的上部沿竖直方向均匀分布有多个放置板，相对的侧壁上具有水平设置的转轴，沿内周壁具有铁制的环形滑轨，上端面具有通孔；

插板，内部中空，第一端具有半开口的轴套，轴套能够可拆卸的套接在转轴上，第二端能够搭接在任意一个放置板上，下表面均布有多个水孔，上表面具有进水螺纹孔；

进水管，第一端从通孔延伸入箱体内与进水螺纹孔螺接，第二端能够连接外部水源，其上设置有水泵；

鼓风机，位于最下端的放置板的下方，与风口相对的侧面固连有滑块，滑块与环形滑轨滑动配合，滑块为电磁铁，鼓风机与滑块分别电源电性连接，箱体上设有电源开关；

斜板，设于鼓风机的下方，表面均布有多个出水孔，第一侧端通过支撑杆与箱体的底部连接，支撑杆的下端与箱体的底部垂直连接，支撑杆的上端与斜板的下端铰接，下端面中间位置通过升降机构与箱体连接，升降机构能够将斜板的第二侧端抬高或降低。

可选的，升降机构包括：

螺杆，下端与箱体的下底壁垂直铰接，上端朝向斜板的方向延伸，与支撑杆上端齐平；

两根限位杆，分别平行设于螺杆的两侧，且与螺杆的上端齐平；

移动板，中心处具有螺纹孔，靠近两侧处分别具有滑孔，螺杆穿过螺纹孔并与螺纹孔螺接，限位杆分别穿过对应的滑孔；

抬杆，平行于螺杆设置，下端与移动板铰接，上端与斜板靠近第二侧端的下端面铰接。

可选的，还包括：

存储箱，设于箱体的外侧，通过管道与箱体的下端连通，管道与存储箱的上端贯通，管道上连接有抽水泵。

可选的，斜板的四周分别连接有挡板，挡板垂直于斜板设置。

可选的，进水管上设有流量计和电磁阀，箱体内设置有微处理器，微处理器分别与流量计和电磁阀信号连接，微处理器与电源电连接，箱体上还设有操作板，操作板与微处理器信号连接；

操作板用于预设流量信息给微处理器，进水管接通外部水源后，水从进水管流入插板内，流量计将测量到的流量信息持续发送给微处理器，当微处理器接收到的流量信息与预设的流量信息相等时，则控制电磁阀关闭阻断水流。

可选的，螺杆为细芽螺杆。

可选的，箱体的下方设有底座，底座内设有电机，电机的输出轴与螺杆的下端通过联轴器连接，电机外部接通电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明可以根据水滴直径的大小选择水孔大小不同的插板连接在箱体内，通过将插板的第一端的轴套套接在转轴上使插板可以绕转轴产生转动角度，通过将插板的第二端放置在不同的放置板上，可以真实模拟水刚下落时的倾斜角度，同时，本发明设置了鼓风机，调整鼓风机的风力大小使雨水在下落过程中的角度与初始状态保持一致，避免雨水在下落过程中由于重力势能的影响导致垂直落在斜板上，与真实情况不符，影响后期对植被护坡的研究，且本发明通过环形滑轨与滑块的配合可将鼓风机移动至任一位置，从而可以实现使降水的角度可以实现360°调整的目的，真实模拟自然状况，从而使本发明模型能够高度还原不同状况下的降水角度及雨滴直径，对后期研究植被护坡具有重要意义。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种边坡植被的分布式水文效应模型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构放大示意图；

图3为图1中G处的局部结构放大示意图；

图4为图1中H处的局部结构放大示意图；

图5为图1中K处的局部结构放大示意图；

图6为图1中M处的局部结构放大示意图。

附图标记说明：

1-箱体，2-放置板，3-转轴，4-插板，5-轴套，6-水孔，7-进水螺纹孔，8-进水管，9-水泵，10-环形滑轨，11-鼓风机，12-滑块，13-通孔，14-电源开关，15-斜板，16-支撑杆，17-螺杆，18-限位杆，19-移动板，20-螺纹孔，21-滑孔，22-抬杆，23-存储箱，24-管道，25-抽水泵，26-挡板，27-流量计，28-电磁阀，29-操作板，30-出水孔，31-底座，32-电机，33-限位板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明实施例提供的一种边坡植被的分布式水文效应模型，包括：箱体1、插板4、进水管8、鼓风机11和斜板15，箱体1的一侧壁的上部沿竖直方向均匀分布有多个放置板2，相对的侧壁上具有水平设置的转轴3，沿内周壁具有铁制的环形滑轨10，上端面具有通孔13，插板4内部中空，第一端具有半开口的轴套5，轴套5能够可拆卸的套接在转轴3上，第二端能够搭接在任意一个放置板2上，下表面均布有多个水孔6，上表面具有进水螺纹孔7，进水管8第一端从通孔13延伸入箱体1内与进水螺纹孔7螺接，第二端能够连接外部水源，其上设置有水泵9，鼓风机11位于最下端的放置板2的下方，与风口相对的侧面固连有滑块12，滑块12与环形滑轨10滑动配合，滑块12为电磁铁，鼓风机11与滑块12分别电源电性连接，箱体1上设有电源开关14，斜板15设于鼓风机11的下方，表面均布有多个出水孔30，第一侧端通过支撑杆16与箱体1的底部连接，支撑杆16的下端与箱体1的底部垂直连接，支撑杆16的上端与斜板15的下端铰接，下端面中间位置通过升降机构与箱体1连接，升降机构能够将斜板15的第二侧端抬高或降低。

使用方法及工作原理：在本实施例中，箱体1是可以打开的，先将箱体1打开，将鼓风机11滑动至合适位置，选择水孔6大小合适的插板4将其上的轴套5套接在转轴3上，根据需要的角度，将插板4的第二端搭接在某个放置板2上，模拟不同边坡设置斜板15至合适角度，在使用时需要在斜板15上设置土壤植被等真实边坡环境，按下电源开关14接通电源，则滑块12通电后电磁铁产生磁力将滑块12紧紧吸附在环形滑轨10上，保证了鼓风机11在使用过程中不会产生偏移脱落，在本实施例中，可给鼓风机11另外接通电源，选择适合的风力大小，接通水源，则水在水泵9的作用下从进水管8流入插板4的内部空间内，经水孔6流出，再次过程中，鼓风机11使水流在下落过程中保持一定的角度。

本发明可以根据水滴直径的大小选择水孔大小不同的插板连接在箱体内，且通过将插板的第一端的轴套套接在转轴上使插板可以绕转轴产生转动角度，通过将插板的第二端放置在不同的放置板上，可以真实模拟水刚下落时的倾斜角度，同时，本发明设置了鼓风机，调整鼓风机的风力大小使雨水在下落过程中的角度与初始状态保持一致，避免雨水在下落过程中由于重力势能的影响导致垂直落在斜板上，与真实情况不符，影响后期对植被护坡的研究，且本发明通过环形滑轨与滑块的配合可将鼓风机移动至任一位置，从而可以实现使降水的角度可以实现360°调整的目的，真实模拟自然状况，从而使本发明模型能够高度还原不同状况下的降水角度及雨滴直径，对后期研究植被护坡具有重要意义。

一般的边坡植被的分布式水文效应模型模拟的边坡倾斜角度并不能实现角度的连续变化，在本实施例中通过设置升降机构可以实现边坡倾斜角度在一定的变化区间内无断点式连续变化，即在这一角度变化区间内实现任意角度的变化，如图6所示，升降机构包括：螺杆17、两根限位杆18、移动板19和抬杆22，螺杆17下端与箱体1的下底壁垂直铰接，上端朝向斜板15的方向延伸，与支撑杆16上端齐平，两根限位杆18分别平行设于螺杆17的两侧，且与螺杆17的上端齐平，移动板19中心处具有螺纹孔20，靠近两侧处分别具有滑孔21，螺杆17穿过螺纹孔20并与螺纹孔20螺接，限位杆18分别穿过对应的滑孔21，抬杆22平行于螺杆17设置，下端与移动板19铰接，上端与斜板15靠近第二侧端的下端面铰接。

使用方法及工作原理：通过旋转螺杆17使移动板19升降，在本实施例中，移动板17下降至最底部即接触箱体1的下底壁时，斜板15保持水平，随着移动板19的升高，斜板15产生倾斜角度，根据不同的模拟情况，控制移动板19的升降高度即倾斜角度即可，在此过程中，限位杆18保证了移动板19不会产生旋转而是只做直线运动，抬杆22随着移动板15的升降而竖直升降，由于其上端与斜板15铰接，从而使斜板15绕左侧端实现转动，在本实施例中，限位杆18的上端连接限位板33，将移动板19限制在限位板33之下。

本发明实施例提供的一种边坡植被的分布式水文效应模型还包括：存储箱23，设于箱体1的外侧，通过管道24与箱体1的下端连通，管道24与存储箱23的上端贯通，管道24上连接有抽水泵25，便于及时将水排出箱体1内。

可选的，斜板15的四周分别连接有挡板26，挡板26垂直于斜板15设置，挡板26可将铺设在斜板15上的泥土层等进行遮挡，避免在斜板15倾斜角度过大产生滑坡现象影响真实模拟效果。

可选的，进水管8上设有流量计27和电磁阀28，箱体1内设置有微处理器，微处理器分别与流量计27和电磁阀28信号连接，微处理器与电源电连接，箱体1上还设有操作板29，操作板29与微处理器信号连接，操作板29用于预设流量信息给微处理器，进水管8接通外部水源后，水从进水管8流入插板4内，流量计27将测量到的流量信息持续发送给微处理器，当微处理器接收到的流量信息与预设的流量信息相等时，则控制电磁阀28关闭阻断水流。

使用方法及工作原理：在模拟过程中，需要控制进水量，通过操作板29输入进水量至微处理器中，接通外部水源后，水流经进水管8流入，流量计27检测进水量并实时传送进水量信息给微处理器，微处理器将此值与输入在其内部的进水量值进行比较直至两个数值相等，则控制电磁阀28关闭阻断水流进入，在水量未达到阈值时电磁阀28开启水流持续输入，通过微处理器、操作板29、流量计27和电磁阀28的配合可以预设进水量且不需要人工操作可以根据预设值进行水流的阻断，保证了进水量的准确性。

可选的，螺杆17为细芽螺杆，调节精度更加，使斜板15的角度调整精度更为准确。

可选的，箱体1的下方设有底座31，底座31内设有电机32，电机32的输出轴与螺杆17的下端通过联轴器连接，电机32外部接通电源，可通过开启电机32来使螺杆17转动，进而调整斜板15的倾斜角度，便于操作的同时，可以通过控制电机32的转动圈数精准实现斜板15的倾斜度的变化。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。