地表径流测量设施及其测量方法
专利汇可以提供地表径流测量设施及其测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 地表径流 测量设施及其测量方法,涉及一种 水 文测量,尤其涉及地表径流的实地测量。为了解决测流面积与集流设施的矛盾,同时保证测量结果的精确度,本设施由标准池、 沉沙池 、过滤网、 排水管 、水表、 水龙头 、放 水闸 组成。对中、小雨过程产生的地表径流予以全集流精确计量;对于大、暴雨采用水表动态测量。由于测量设施简单,维护便利,操作性强,因此有着广阔的应用前景。，下面是地表径流测量设施及其测量方法专利的具体信息内容。
1、一种地表径流测量设施，其特征是本设施由标准池(1)、沉沙池(2)、 过滤网(3)、排水管(4)、水表(5)、水龙头(6)、放水闸(7)组成；标 准池(1)为一方形池；在标准池(1)的一角处隔离出一小方形池为沉沙池(2) ，沉沙池(2)的入水处和出水处均安装有过滤网(3)；在标准池(1)的出水 处安装有排水管(4)；在排水管(4)上依次安装有水表(5)、水龙头(6)、 放水闸(7)；水龙头(6)为高位水龙头，其高与标准池(1)相同，其管径设 计为排水管(4)管径的1/3至1/2。
2、利用权利要求1所述的地表径流测量设施的地表径流测量方法，其特征 是：
①径流场实地测量，建造径流场导引集流；
②地表径流收集入沉沙池(2)，经沉沙处理进入标准池(1)；
③中、小雨过程有标准池(1)和沉沙池(2)对地表长流全收集，以池内收 集水高度计算体积，为径流场当次降雨的产径流量；
④强度大、时间长的降雨过程，在高产径流阶段打开放水闸(7)，以水表 (5)计量；标准池(1)和沉沙池(2)内收集水量与放水过程水表(5)记载量 之和为径流场当次降雨的的径流量。
⑤每次计量后，放干标准池(1)积水和清干沉沙池(2)，关闭放水闸(7) 和高位水龙头(5)，待下次测量；
⑥注意测量过程观察，及时清理集流障碍，适时开关放水闸(7)，记载观 测数据。
本发明涉及一种水文测量，尤其涉及地表径流的实地测量。
地表径流测量是水资源量估算、水利工程设计、系统物质循环流计量必不可 少的环节。多年来，地表径流的精确测量一直是水文工作者要求解决的问题之一。
地表径流来源于大气降雨，降雨在地带分布有一定的规律。但区域降雨的时 间、强度变幅很大，给地表径流的测量带来较大的难度。随着农业发展对水利的 要求和对水旱灾害的控制，径流测量已有千年历史。古老的方法是通过流速和过 水面，来估测径流量，主要适应于江河和小流域的过境水量的估算；关于地表径 流的实地测量是20世纪初起步的。
现今地表径流测量主要有3种方法：
①流量计法，即导引测量地表所产径流通过流量计，对所产径流计量的方法。 此法设施简便，就一流量计，便于野外流动作业。但此法只能用于局部小面积某 一降雨过程的水土流失估算，在时空上有很大的局限性，并且操作误差难于控制 而影响测量的精确度。
②全集流法，即对径流场地表所产径流全部收集计量的方法。此法需要建造 标准径流场和集流池设施。其优点是能准确测出一集雨区(径流场)季节或年度 时间单位上所产生的径流量。然而全集流计量，它的测量面积受到限制。小面积 (999m2以下)或局部测量的代表性有限。大面积(1000m2以上)测量，全集流 需要庞大的集流池，而且排水清沙费时费工。
③量水堰测流法，即现在径流场实测普遍采用的，以过堰口水位和流速进行 动态计量的方法。其主要设施有：径流场、测流堰、自计水位计。此法的优势在 于对地表所产径流的动态自计，但测流堰设计要求高，野外施工很难达到标准。 测量过程受诸多外界因素影响(如风速、水位、自计水位计的本身误差等)，所 取得数据的精准度只有80-85％，数据核算整理无规范标准且十分繁杂。
本发明的目的是设计构建一种实用、操作性强的地表径流测量设施，解决测 流面积与集流设施的矛盾，同时保证测量结果的精确度。即要扩充其适应范围， 又要保持较强的可操作性。
本发明的目的是这样实现的：
其一，本装备设有标准池，对中小雨过程产生的地表径流予以全集流精确计 量。
其二，本装备对于大、暴雨采用水表动态计量，解决了全集流计量的所需庞 大集流池的难题。
其三，利用标准池的高位水龙头，在停雨径流减缓后，关闭放水闸，用高位 水龙头放水；计量时，可用标准池的水矫正每次雨过程的水表计量误差，得到准 确径流数据。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：
①聚积了全集流法和量水堰测流法的优点。与全集流法相比，解决了测流面 积与积水设施的矛盾，扩展了测量范围。与量水堰测流法相比。极大地降低了动 态计量所产生的误差，保证了测量的精确度。
②简化了测量、计量的操作过程。
③测量设施建造简单、维护便利、操作性强。
下面结合附图详细说明：
图1为本设施构建示意图，其中：1—标准池，2—沉沙池，3—过滤网，4— 排水管，4.1—入水口，4.2—出水口，5—水表，6—水龙头，7—放水闸。
本设施是依地表径流的观测，一般采用径流场实测方法而设计的。
由附图所示，本设施由标准池1、沉沙池2、过滤网3、排水管4、水表5、水 龙头6、放水闸7组成。标准池1为一方形池；在标准池1的一角处隔离出一小方形 池为沉沙池2，沉沙池2的入水和出水处均安装有过滤网3；在标准池1的出水处安 装有排水管4，在排水管4上依次安装有水表5、水龙头6、放水闸7；水龙头6为高 位水龙头，其高与标准池1相同，其管径设计为排水管4管径的1/3至1/2。
①在测量区外沿选择低位(保证测量区能顺畅地全面集流)，钢筋混凝土现 浇构筑标准池1和沉沙池2。标准池1和沉沙池2的大小可根据测量面积、当地降雨 资料、地貌特征、土壤质地来确定。
②排水管4、水表5大小根据测量要求来确定。
本设施设计构建实施例如下：
①径流场投影面积为1000m2时，标准池1的容积为3m3，沉沙池2的容积为1m3 ，排水管4的管径为50mm，水龙头的管径为20mm。
②径流场投影面积为10000m2时，标准池1的容积为10m3，沉沙池2的容积为 5m3，排水管4的管径为100mm，，水龙头的管径为40mm。
另外，以某坡地径流场为例，其具体构建方法如下；
①坡地径流场下沿整理测量设施的建筑场地3m2，地表低于导流沟出水口2 5m。
②地面用混凝土(500#水泥∶盐沙∶砾石＝1∶2∶3)现浇10cm厚，表面水平。 在标准池1、沉沙池2的墙基中心线，每隔10cm插上φ6mm钢筋与池墙等高。每 20cm用φ6mm钢筋焊接成一体。墙宽20cm用混凝土(500#水泥∶盐沙∶砾石＝1∶2∶ 3)现浇。
③水从导流沟入沉沙池2，入池口长60cm宽20cm，安装孔径1cm的钢筋过滤网 3，拦截枯枝落叶及石块。又水从沉沙池2入标准池1，入口长60cm宽20cm，安装 孔径0.2cm的钢筋过滤网3以便保持进入标准池1水的清度。
④池墙高1.26m，标准积水高1.0m。沉沙池2标准容积1m3，标准池1标准容积 3m3。排水管4管径φ50mm。高位水龙头6高出排水管49mm，出水口径φ20mm。
⑤建含盖整个测流设施的小房。面积3m2，高2.5-3.0m。遮盖雨水和减少蒸 发，避免风沙和动物侵入，便于在各种天气情况下操作。
⑥降雨过程有专人观察，及时处理阻滞和排放水。
本测量设施经实地测量应用，结果表明，其设计合理、操作便利、测量结果 准确，弥补了现行地表径流测量设施的一些缺陷。
利用本测量设施，其测量方法是：
①径流场实地测量，建造径流场导引集流。
②地表径流收集入沉沙池2，经沉沙处理进入标准池1。
③中、小雨过程有标准池1和沉沙池2对地表长流全收集，以池内收集水高度 计算体积，为径流场当次降雨的产径流量。
④强度大、时间长的降雨过程，在高产径流阶段打开放水闸7，以水表5计量。 开闸前记下水表读数。雨停径流减缓，适时关闭放水闸7，打开高位水龙头6。地 表径流停止后，记下水表5读数，记载标准池1和沉沙池2内收集水的体积。再打 开放水闸门7，放出标准池1的积水，记下水表5的读数。以标准池1的水量与水表 5计量的偏差作为水表5计量误差，来校正水表5的计量误差。将沉沙池2内收集的 雨水泥沙搅拌均匀取样，用烘干法测出水沙比例，计算沉沙池2内收集的雨水泥 沙量。标准池1和沉沙池2内收集水量与放水过程水表5记载量之和为径流场当次 降雨的产径流量。
⑤每次计量后，放干标准池1积水和清干沉沙池2，关闭放水闸7和高位放水 龙头5，待下次测量。
⑥注意测量过程观察，及时清理集流障碍，适时开关放水闸7，记载观测数 据。
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