地表徑流測量設施及其測量方法
專利匯可以提供地表徑流測量設施及其測量方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且本 發(fā)明 公開了一種 地表徑流 測量設施及其測量方法，涉及一種 水 文測量，尤其涉及地表徑流的實地測量。為了解決測流面積與集流設施的矛盾，同時保證測量結果的精確度，本設施由標準池、 沉沙池 、過濾網(wǎng)、 排水管 、水表、 水龍頭 、放 水閘 組成。對中、小雨過程產(chǎn)生的地表徑流予以全集流精確計量；對于大、暴雨采用水表動態(tài)測量。由于測量設施簡單，維護便利，操作性強，因此有著廣闊的應用前景。，下面是地表徑流測量設施及其測量方法專利的具體信息內容。
1、一種地表徑流測量設施，其特征是本設施由標準池(1)、沉沙池(2)、 過濾網(wǎng)(3)、排水管(4)、水表(5)、水龍頭(6)、放水閘(7)組成；標 準池(1)為一方形池；在標準池(1)的一角處隔離出一小方形池為沉沙池(2)， 沉沙池(2)的入水處和出水處均安裝有過濾網(wǎng)(3)；在標準池(1)的出水處 安裝有排水管(4)；在排水管(4)上依次安裝有水表(5)、水龍頭(6)、放 水閘(7)；水龍頭(6)為高位水龍頭，其高與標準池(1)相同，其管徑設計 為排水管(4)管徑的1/3至1/2。
2、利用權利要求1所述的地表徑流測量設施的地表徑流測量方法，其特征 是：
①將地表徑流收集入沉沙池(2)，經(jīng)沉沙處理進入標準池(1)；
②在中、小雨過程時，由標準池(1)和沉沙池(2)對地表長流全收集， 以池內收集水高度計算體積，為徑流場當次降雨的產(chǎn)徑流量；
在強度大、時間長的降雨過程時，在高產(chǎn)徑流階段打開放水閘(7)，以水 表(5)計量；標準池(1)和沉沙池(2)內收集水量與放水過程水表(5)記載 量之和為徑流場當次降雨的徑流量；
③每次計量后，放干標準池(1)積水和清干沉沙池(2)，關閉放水閘(7) 和高位水龍頭(5)，待下次測量。
本發(fā)明涉及一種水文測量，尤其涉及地表徑流的實地測量。
地表徑流測量是水資源量估算、水利工程設計、系統(tǒng)物質循環(huán)流計量必不可 少的環(huán)節(jié)。多年來，地表徑流的精確測量一直是水文工作者要求解決的問題之一。
地表徑流來源于大氣降雨，降雨在地帶分布有一定的規(guī)律。但區(qū)域降雨的時 間、強度變幅很大，給地表徑流的測量帶來較大的難度。隨著農業(yè)發(fā)展對水利的 要求和對水旱災害的控制，徑流測量已有千年歷史。古老的方法是通過流速和過 水面，來估測徑流量，主要適應于江河和小流域的過境水量的估算；關于地表徑 流的實地測量是20世紀初起步的。
現(xiàn)今地表徑流測量主要有3種方法：
①流量計法，即導引測量地表所產(chǎn)徑流通過流量計，對所產(chǎn)徑流計量的方法。 此法設施簡便，就一流量計，便于野外流動作業(yè)。但此法只能用于局部小面積某 一降雨過程的水土流失估算，在時空上有很大的局限性，并且操作誤差難于控制 而影響測量的精確度。
②全集流法，即對徑流場地表所產(chǎn)徑流全部收集計量的方法。此法需要建造 標準徑流場和集流池設施。其優(yōu)點是能準確測出一集雨區(qū)(徑流場)季節(jié)或年度 時間單位上所產(chǎn)生的徑流量。然而全集流計量，它的測量面積受到限制。小面積 (999m2以下)或局部測量的代表性有限。大面積(1000m2以上)測量，全集流 需要龐大的集流池，而且排水清沙費時費工。
③量水堰測流法，即現(xiàn)在徑流場實測普遍采用的，以過堰口水位和流速進行 動態(tài)計量的方法。其主要設施有：徑流場、測流堰、自計水位計。此法的優(yōu)勢在 于對地表所產(chǎn)徑流的動態(tài)自計，但測流堰設計要求高，野外施工很難達到標準。 測量過程受諸多外界因素影響(如風速、水位、自計水位計的本身誤差等)，所 取得數(shù)據(jù)的精準度只有80-85％，數(shù)據(jù)核算整理無規(guī)范標準且十分繁雜。
本發(fā)明的目的是設計構建一種實用、操作性強的地表徑流測量設施，解決測 流面積與集流設施的矛盾，同時保證測量結果的精確度。即要擴充其適應范圍， 又要保持較強的可操作性。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
其一，本裝備設有標準池，對中小雨過程產(chǎn)生的地表徑流予以全集流精確計 量。
其二，本裝備對于大、暴雨采用水表動態(tài)計量，解決了全集流計量的所需龐 大集流池的難題。
其三，利用標準池的高位水龍頭，在停雨徑流減緩后，關閉放水閘，用高位 水龍頭放水；計量時，可用標準池的水矯正每次雨過程的水表計量誤差，得到準 確徑流數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點和積極效果：
①聚積了全集流法和量水堰測流法的優(yōu)點。與全集流法相比，解決了測流面?? 積與積水設施的矛盾，擴展了測量范圍。與量水堰測流法相比。極大地降低了動 態(tài)計量所產(chǎn)生的誤差，保證了測量的精確度。
②簡化了測量、計量的操作過程。
③測量設施建造簡單、維護便利、操作性強。
下面結合附圖詳細說明：
圖1為本設施構建示意圖，其中：1-標準池，2-沉沙池，3-過濾網(wǎng)，4- 排水管，4.1-入水口，4.2-出水口，5-水表，6-水龍頭，7-放水閘。
本設施是依地表徑流的觀測，一般采用徑流場實測方法而設計的。
由附圖所示，本設施由標準池1、沉沙池2、過濾網(wǎng)3、排水管4、水表5、水 龍頭6、放水閘7組成。標準池1為一方形池；在標準池1的一角處隔離出一小方形 池為沉沙池2，沉沙池2的入水和出水處均安裝有過濾網(wǎng)3；在標準池1的出水處安 裝有排水管4，在排水管4上依次安裝有水表5、水龍頭6、放水閘7；水龍頭6為高 位水龍頭，其高與標準池1相同，其管徑設計為排水管4管徑的1/3至1/2。
①在測量區(qū)外沿選擇低位(保證測量區(qū)能順暢地全面集流)，鋼筋混凝土現(xiàn) 澆構筑標準池1和沉沙池2。標準池1和沉沙池2的大小可根據(jù)測量面積、當?shù)亟涤?資料、地貌特征、土壤質地來確定。
②排水管4、水表5大小根據(jù)測量要求來確定。
本設施設計構建實施例如下：
①徑流場投影面積為1000m2時，標準池1的容積為3m3，沉沙池2的容積為1m3 ，排水管4的管徑為50mm，水龍頭的管徑為20mm。
②徑流場投影面積為10000m2時，標準池1的容積為10m3，沉沙池2的容積為 5m3，排水管4的管徑為100mm，，水龍頭的管徑為40mm。
另外，以某坡地徑流場為例，其具體構建方法如下；
①坡地徑流場下沿整理測量設施的建筑場地3m2，地表低于導流溝出水口2. 5m。
②地面用混凝土(500#水泥∶鹽沙∶礫石＝1∶2∶3)現(xiàn)澆10cm厚，表面水平。 在標準池1、沉沙池2的墻基中心線，每隔10cm插上φ6mm鋼筋與池墻等高。每 20cm用φ6mm鋼筋焊接成一體。墻寬20cm用混凝土(500#水泥∶鹽沙∶礫石＝1∶2∶ 3)現(xiàn)澆。
③水從導流溝入沉沙池2，入池口長60cm寬20cm，安裝孔徑1cm的鋼筋過濾網(wǎng) 3，攔截枯枝落葉及石塊。又水從沉沙池2入標準池1，入口長60cm寬20cm，安裝 孔徑0.2cm的鋼筋過濾網(wǎng)3以便保持進入標準池1水的清度。
④池墻高1.26m，標準積水高1.0m。沉沙池2標準容積1m3，標準池1標準容積 3m3。排水管4管徑φ50mm。高位水龍頭6高出排水管49mm，出水口徑φ20mm。
⑤建含蓋整個測流設施的小房。面積3m2，高2.5-3.0m。遮蓋雨水和減少蒸 發(fā)，避免風沙和動物侵入，便于在各種天氣情況下操作。
⑥降雨過程有專人觀察，及時處理阻滯和排放水。
本測量設施經(jīng)實地測量應用，結果表明，其設計合理、操作便利、測量結果 準確，彌補了現(xiàn)行地表徑流測量設施的一些缺陷。
利用本測量設施，其測量方法是：
①徑流場實地測量，建造徑流場導引集流。
②地表徑流收集入沉沙池2，經(jīng)沉沙處理進入標準池1。
③中、小雨過程有標準池1和沉沙池2對地表長流全收集，以池內收集水高度 計算體積，為徑流場當次降雨的產(chǎn)徑流量。
④強度大、時間長的降雨過程，在高產(chǎn)徑流階段打開放水閘7，以水表5計量。 開閘前記下水表讀數(shù)。雨停徑流減緩，適時關閉放水閘7，打開高位水龍頭6。地 表徑流停止后，記下水表5讀數(shù)，記載標準池1和沉沙池2內收集水的體積。再打 開放水閘門7，放出標準池1的積水，記下水表5的讀數(shù)。以標準池1的水量與水表 5計量的偏差作為水表5計量誤差，來校正水表5的計量誤差。將沉沙池2內收集的 雨水泥沙攪拌均勻取樣，用烘干法測出水沙比例，計算沉沙池2內收集的雨水泥 沙量。標準池1和沉沙池2內收集水量與放水過程水表5記載量之和為徑流場當次 降雨的產(chǎn)徑流量。
⑤每次計量后，放干標準池1積水和清干沉沙池2，關閉放水閘7和高位放水 龍頭5，待下次測量。
⑥注意測量過程觀察，及時清理集流障礙，適時開關放水閘7，記載觀測數(shù) 據(jù)。
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