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申请/专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所

摘要：本发明涉及一种坡面径流模拟装置，包括供水系统、水槽和记录系统。其中水槽包括稳流段、消能段、闸门A、闸门B,其采用颗粒均匀的河砂有规律地排列在有机玻璃板上制造糙率板或3D打印技术自行设计糙率板，可以模拟多种坡面情况；用可升降的支架支撑整个水槽，水槽可以在支架上随意调节高度进而达到模拟不同坡度的目的；同时通过水槽前端设置稳流前池和消能区，缓解供水流量过大时带来的动能干扰。

主权项：1.一种坡面径流模拟装置的使用方法，坡面径流模拟装置包括供水系统、水槽和记录系统，其特征在于：供水系统、水槽和记录系统从右至左依次安装在支架上，所述供水系统包括水泵、变频器、电子流量计，电子流量计放置于水泵与水槽之间的输水管中，变频器控制水泵的驱动机构，所述水槽包括稳流段、消能段、闸门A、闸门B,其中闸门A、闸门B之间形成实验段，且稳流段、消能段、闸门A、闸门B从供水系统侧依次从右向左布置，且所述的消能段与稳流段通过隔板隔开，所述记录系统由流量观测装置和数据记录装置组成，流量观测装置由三角堰和水位自记装置组成，其中流量观测装置和数据记录装置通讯连接，所述消能段包括两块挡板和粗孔海绵，粗孔海绵放置于两块档板之间,所述实验段内铺设糙率板，其中糙率板可拆卸的设置在试验段；所述支架包括前支撑架和后支撑架，后支撑架上间隔设有通孔，可通过在不同高度固定螺丝来控制水槽使其呈现出不同的坡度；所述糙率板为布设沾有不同尺寸河砂的糙率板或3D打印有不同排列组合形状的糙率板；其使用方法包括以下步骤：1选择目标糙率板放置在水槽中，通过调节支架将水槽调整到设计的坡度值；2打开水泵，向水槽供水，调节变频器，使供水流量达到设计流量值，并稳定5分钟；3若流量较小，则通过称重法对水流水深进行推算：实验水槽内水流稳定后同时落下实验水槽的两个闸门，同时打开闸门A外的泄水口，待闸门A外部水流流尽后，将闸门B附近的排水口打开，此时流入接水桶的全部水量即为实验区水量；对实验区的水量进行称重，根据公式W＝ρBLh即可求得h，其中W为水体重量，ρ为水的密度，L、B分别为水槽的长、宽，h为平均水深；若流量很大，则通过水位测量仪对水槽内水位进行读取；4联立v＝ahm-1、q＝vhB、即可求得下垫面的曼宁糙率系数n，上式中，a为过水断面面积，q为断面流量，v为断面平均流速，θ为坡度角，m为经验系数；5根据多组实验数据，用指数方程推算地表糙度和曼宁糙率系数即水力糙率系数的关系。

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