第三章 水力侵蚀试验

为保证供水压力的稳定:潜水泵的电 源经过稳压器以防电流波动;水源不断 向稳压水池(1) 供水,以保持水面稳定. 雨强值通过压力表(5) 监测. 调节分流 管上的控水阀门(4) ,可以改变雨强的 大小.
为了避免降雨稳定前雨水对水土流失 量的影响,可用帆布挡雨蓬(9) 将初始降 雨挡住,等降雨稳定后将挡雨蓬收拢;降 雨试验结束时,迅速拉开挡雨蓬,挡住雨 水,然后关闭电闸,以避免降雨器内残余 水流对水土流失的影响。 为防止喷孔被杂质堵塞影响降雨的均 匀性,每次降雨试验前先排放尾管(14)内 含杂质的积水;然后将降雨器内的水压调 到较大值,把积存在降雨器内的杂质冲出。
槽式下喷降雨器
1驱动电机 2电磁离合器 3四连杆机构 4喷头 5降雨隔罩 6供水管道 7潜水泵 8溢流管 9上 水
针孔式降雨器
喷头
直立输水管道
径
流
小 区
试验土壤 汇流槽 单位:mm
压力表 控制阀 水泵 供水
第三章 水力侵蚀试验
3.径流模拟试验
利用水槽试验装置研究不同水流侵蚀过程及其水流搬运能 力； 通过人工建造细沟发育初期模型，利用人工径流冲刷试验 研究细沟侵蚀过程； 通过人工建造浅沟发育初期模型，利用人工径流冲刷试验 研究浅沟侵蚀过程； 利用径流冲刷试验研究坡面土壤侵蚀方式（主要是片蚀、 细沟、浅沟）、演变过程； 设计汇流冲刷试验研究坡面土壤侵蚀。
第三章 水力侵蚀试验
径流模拟试验 用于径流模拟降雨试验设备为：不同尺寸的水流槽、模拟 层流或股流冲刷的实验设备及径流泥沙采集装置。水流槽主 要用于室内试验，而模拟层流或股流冲刷试验设备，既用于 室内，也用于野外。 放水流量的设计：应由研究区次侵蚀性降雨量、降雨强度 和降雨历时而确定。 模拟降雨试验设计：应由研究内容确定，设计试验重复次 数不应少于2次。
旋转喷射式降雨模拟器
1 降雨喷头 2 拉索 3 角钢支架 4 供水管 5 压力表 6 控水阀门 7 底座 8 锚杆
其喷水原理是:
具有一定压力的水流进入喷头之后, 推动喷头内部一个螺旋形的叶片转动, 最后以一定的角度自喷嘴喷出,散成雨 滴下降。 喷嘴口径不同,其降雨强度也不同, 一般喷嘴直径越大降雨强度也越大。 多个旋转喷射式降雨模拟器组合,可 以形成很大面积雨场的模拟降雨。
第三章 水力侵蚀试验
2.降雨模拟试验
1)目的 是利用人工模拟降雨技术，探索不同降雨和下垫面（如地形、土壤、水 土保持措施等）条件下，坡面土壤侵蚀过程及其机理，为建立土壤流失预 报模型提供基础数据，并为坡面水土保持措施的配置提供科学依据。 2)研究内容 是利用人工模拟降雨技术，探索不同降雨和下垫面（如地形、土壤、水土 保持措施等）条件下，坡面土壤侵蚀过程及其机理，为建立土壤流失预报 模型提供基础数据，并为坡面水土保持措施的配置提供科学依据。
第三章 水力侵蚀试验
3.1.2坡沟系统水蚀模拟试验
1.降雨模拟试验
2.汇流模拟试验
第三章 水力侵蚀试验
3.1.2坡沟系统水蚀模拟试验 1）目的：利用模拟降雨技术，并结合模拟坡面汇流试验设备， 通过建立不同比例尺坡沟系统实体模型，获取次降雨条件下坡沟 系统侵蚀产沙过程，定量评价坡沟系统侵蚀产沙来源，为建立土 壤侵蚀预报模型奠定基础,并为水土保持综合治理提供科学依据。 2）研究内容：坡沟系统产流和汇流分析；坡沟系统侵蚀产沙过 程；坡面汇流对坡沟系统侵蚀产沙贡献分析；坡沟系统泥沙来源 分析等； 3）试验设备：利用模拟降雨技术，并结合模拟坡面汇流试验设 备，通过建立不同比例尺坡沟系统实体模型，获取次降雨条件下 坡沟系统侵蚀产沙过程，定量评价坡沟系统侵蚀产沙来源，为建 立土壤侵蚀预报模型奠定基础,并为水土保持综合治理提供科学依 据。
第三章 水力侵蚀试验
3.1.3小流域水蚀模拟试验
1）目的 是利用模拟降雨技术，通过建立不同比例尺小流域实体模型， 研究次降雨条件下小流域侵蚀产沙过程，定量评价小流域产沙来 源，为建立土壤侵蚀预报模型奠定基础，并为水土保持综合治理 提供科学依据。 2）研究内容 包括小流域产流和汇流分析；小流域侵蚀产沙过程；支流对 全流域侵蚀产沙贡献分析；小流域泥沙来源分析等。 3）试验设备 不同比例尺的小流域实体模型、人工降雨机和径流泥沙采集装 置。 模型设计应由原型特征和研究内容而定； 试验设计的重复次数不应少于2次。
稳压水源从供水钢管(4) 输入到降雨 器中，该钢管既可以为降雨器喷头提供 水源，又起到支架的作用。旋转喷射式 喷头(1) 位于支架的顶部，喷口向下， 距下垫面大约7m左右。 各降雨单元的入口流量可以通过阀门 (6) 控制，流量的大小可以通过压力表(5) 监测。 尽管各降雨器单元的入口水压不等， 但由于控水阀门的调节作用，可以使各 降雨喷头的供水压力一致,以保证降雨 的均匀性。 降雨器单元可以随意移动,通过锚杆(8) 固定，可以将降雨器安放在模型试验所 需的任意位置。
1 稳压水池 2 潜水泵 3 分流管 4 阀门 5 压 力表 6供水管 7 降雨器 8 支架 9 挡雨蓬 10 拉绳 11 下垫面模型 12 排水孔 13 径流桶 14 尾管 15 堵头
管网式降雨模拟试验系统
该系统由降雨器(7) 、支架(8) 以及供 水系统3 部分组成,支架由角钢和槽钢焊 制,高410 m. PVC 管制成的降雨模拟器放 置于支架的顶部,喷孔直径1mm ,相邻喷 孔间距10 cm. 该降雨系统由潜水泵(2)供 水.
降雨试验设备: 侧喷式降雨机
下喷式降雨机
第三章 水力侵蚀试验
目前国内野外使用的降雨机大多为侧喷式单喷头降雨机， 通过两组以上降雨机的组合，可获得30 ~120mm/h的降雨强 度和所需的降雨面积。
用于室内降雨试验的降雨机有从日本引进的下喷式降雨机， 从美国引进的Norton型降雨机和我国自行研制的侧喷式降雨 机。
坡面水力侵蚀模拟试验 坡沟系统水蚀模拟试验 小流域水蚀模拟试验
第三章 水力侵蚀试验
3.1.1坡面水力侵蚀模拟试验
1 .水力侵蚀过程发生初始阶段雨滴溅蚀试验 2 .降雨模拟试验 3 .径流模拟试验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三章 水力侵蚀试验
1 .雨滴溅蚀试验
1)目的 是为了研究土壤与雨滴打击力之间的定性定量关系，为保护土壤提供 科学依据。 2)主要研究内容 通过雨滴发生塔（器）形成单个雨滴 单个雨滴击溅动能 雨滴动能与土壤溅蚀量的关系 不同土壤溅蚀过程及其机理 3)试验设备
沈阳农业大学研究生课程
水土保持实验方法
沈阳农业大学水利学院
周丽丽 zhoulilia@163.com 许秀泉 xuxiuquan1986@126.com 2015年
第三章 水力侵蚀试验
3.1水力侵蚀模拟试验 3.2核素示踪试验 3.3野外定位观测试验
第三章 水力侵蚀试验
3.1水力侵蚀模拟试验