Дождевально-стоковая установка Советский патент 1958 года по МПК G01F13/00 

Известны установки для искусственного дождевания микроплощадей, состоящие из струеобразующих дождевателей, каплеобразующего устройства, устройства для изоляции грунтового монолита, устройства для определения объема стока.

С помощью этих установок проводятся лищь опыты по определению интенсивности впитывания и коэффициентов стока и по установлению эрозионных процессов. Недостатком известных установо с для искусственного дождевания является невозможность осуществления количественного и качественного анализа всех элементов водного баланса.

Отличительная особенность предлагаемой установки состоит в применении весового устройства для определения приращений веса грунтового монолита при его дождевании из каплеобразующего дождевателя, оборудованного кривощипно-щатунным механизмом для изменения структуры дождевания при перемене амплитуды и частоты колебаний дождевателя.

На фиг. 1 и 2 изображена предлагаемая установка в разрезе; на фиг. 3 - регистрирующая аппаратура.

Установка состоит из следующих основных частей: платформы /, дождевателя 2, подводки грунтового стока 5, сливного бака 4, съемочного киноаппарата 5- В платформу (открытую сверху) закладывается грунтовой монолит 6 на среднюю глубину 0,6 м.

Новерхности грунта придают требуемое очертание микробассейна с уКсЯоном в сторону сливного бака.

Торцовая стенка платформы (со стороны сливного бака) заменяется съемной металлической рамой 7 с сеткой требуемой крупности. Сетка ставится для предотвращения образования поднора поверхностного и подземного стока в нижней части микробассейна. Рама сделана съемной для получения возможности установки сетки требуемой крупности и для облегчения погрузки грунта на платформу.

В средней части рамы установлен короткий передвижной (по верти№ 116484

кали) козырек 8 для подачи поверхностного стока в сливной бак. Подземный сток, просачиваясь через сетку, стекает в лоток 9 и далее в мерный бачок (на чертеже не показан).

Платформа установлена с небольшим уклоном (в сторону сливного бака) на специально протарнрозанные опорные пружины 10. Малейшая осадка платформы, вызванная прираш.ением веса грунтового монолита (вследствие увлажнения), фиксируется специально сконструированными микродеформаторами П.

Микродеформаторы представляют собой цилиндрические металлические qaniKH, закрытыеСверху чувствительными металлическими мембранами 12. Перед началом каждого опыта к мембранам подводятся вертикальные штифты, 13, прикрепленные к каркасу платформыОт мнкродеформаторов отведен трубопровод 14, имеюший вертикальный конец, прикрепленный к мерной стойке 15 (со шкалой). Через этот конец в микродеформаторы заливается жидкость 16 (веретенное, трансформаторное масло или др.).

Принцип действия микродеформаторов основан на 1ом, что малейший прогиб мембран подведенными к ним штифтами (вследствие соответствующей осадки платформы) вызывает выдавливание жидкости из чашек и, как следствие, повышение уровня в трубке мерной стойки.

Точность работы микродеформатороз зависит от жесткости опорных пружин и соотношения квадратов диаметров чашек и трубки мерной стойки.

Тарировка .микродеформаторов дает возможность определять малейшие прирап1ения веса грунтового монолита и динамику этих приращений. С целью визуального наблюдения за фильтрацией, в боковых стенках платформы сделаны смотровые отверстия (с плексигласом).

Интенсивность впитывания в какой-либо точке микробассейна может определяться путем закладки в грунт (по вертикали на разной глубине) датчиков замыкания, питаемых элементами (например, БАС-80) и соединенных с многошлейфовым осциллографом.

Дождеватель 2 состоит из горизонтально расположенных труб (имеющих снизу отверстия iS 0,5 мм) со струеобраз ющими насадками 17 н опорной рамы 18- Опорная рама служит для концевого присоединения труб. Присоединение должно осуществляться так, чтобы трубы имели воз.можность вращаться относительно своей оси. Этим достигается возможность дождевания бассейна под различным углом наклона (учитывая влияние ветра).

Равномерность выпадения осадков достигается вибрацией дождевателя. Вибрация осуществляется кривошипно-шатунным механизмом /Я приводимым в действие электромотором 20 с помощью специального редуктора 21.

Кривошипно-шатунный механизм и редуктор сконструированы так, что они дают возможность менять амплитуду и частоту вибрации дождевателя н тем самым добиваться равномерности дождевания при любой интенсивности осадков.

Определение интенсивности осадков в данной точке микробассейна производится с помощью чашек.

Подача воды в доладеватель осуществляется как от бака с постоянным напором, так н от водопровода. Требуемая интенсивность осадка создается задвижками в подводящем трубопроводе 22

Фиксация расходов производится как визуально, так и самсп сцами (РЭД) 23 с вторичныьги приборами (ЭПИД) 24.

Визуальная фри-ссацпи малых расходов воды осуществляется расходометрами (ротаметрами) 2J, a большил: расходов - диаф)рагмой 5о с дифференциальным манометром 27.

Такая система регистрирующих приборов дает возможность фиксировать расходы в чрезвычайно болыиом диапазоне от 0,00055 л/сек, до 2,1 м/сек.

Вода, не участвующая в опыте, отводится из дождевателя с помощью лотков 28, укрепленных на горизонтальной подвижной раме, дающей возможность одновременно подвести эти лотки под насадки дождевателя.

Подводка грунтового стока осуществлена с помощью трубопровода, заканчивающегося перфорированными трубами 29. Последние закладываются в грунтовый монолит на требуемую глубину.

Расход грунтового стока регулируетс55 задвижкой, а измеряется при помощи диафрагмы 30 с диференциальным манометром 3.

Сливной бак 4 служит для получения гидрографов поверхностного стока и отстаивания крупных взвесей твердого иоперхиостного стока. Для больигей точности построения ординат гидрографов сливиой бак сделан двухкамерным с постоянным сечением но вертикали. Слив вочы происходит внача.те в камеру, ближайщую к грунтовому монолиту. Приращение уровней (а, следовате.пьно, и объемов, так как камера имеет постоянное сечение по вертикали) во времени фиксируется самописцем уровней 55, образуя в результате интегральный гидрограф. После наиолиенпя этой камеры происходит перелив воды (через диафрагму и боковые лотки) во вторую камеру. Здесь приращение объемов во времени фиксируется вторым самописцем уровней 32. После окончания оныта вода из сливного бака поступает в канализациюСъемочный киноаппарат 5 установлен для съемки (после окончания дождевания) процессов опорожнения бассейна н эрозионных процессов.

Для больо1ей видимости на кинопленке процессов опорожнения, по трубопроводу 33 в осадки добавляется краситель. Степень концент1)ацин красителя устанавливается через смотровое окно 34.

1.Дождевальио-стоковая установка для искусственного до -:деваун1я на микробассейнов, отличающаяся тем, что, с целью количественного и качествеиного определения основных элементов водного баланса и обеспечения необходимой точности гидрологических измерений, в ней применено, состоящее из опорных пружрпт и микродеформатОров, весовое устройство для определения приращений веса грунтового монолита при его дождеванни из каплеобразуюп1его дол девателя, оборудованного кривощипно-щатунным механизмом д.ля изменения структуры дождевания при перемене амплитуды и частоты колебаний дождевателя.

2.Форма выполнения установки по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью построения интегральных кривых стока от естсстг;енных н расчетных осадков, применены система расходомеров, позволяющая фиксировать расходы воды в больщом диапазоне, и. самописцы уровней созместно с измерительными емкостями постоянного сечения по вертика.тл.

3- Форма выполнения установки по пн. 1 и 2, о т л и чающаяся тем, что, с целью фиксации процесса стока на кинопленке, применены комнлект съемочной киноаппаратуры и краситель для подкращивания стока.

- 3

Предмет изобретения

SPI

ogogoduopog шо

1.,1,.,,711..М.,: 1п 1пп1|,мХ

ЩОНОШО/i

JT

i

о

ОПЕЧАТКА

г;

«сз

14

§ §§

-§5

I е

Ос