一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法
2023-07-20 12:06:01
一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法
【專利摘要】一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法，包括野外試驗室、溝坡地形、降雨模擬裝置和重力侵蝕觀測裝置四個部分。野外試驗室包括可組裝的野外試驗室和放置在試驗室內的可移動防雨觀測室。溝坡地形為根據研究區域典型地貌特徵在現場「切」出的概化坡面，並用鋼板樁邊牆將此概化地形與周圍環境隔開。降雨模擬裝置包括三桶穩壓供水器、可移動可組裝多微噴頭組合式降雨器和集水槽等構件。重力侵蝕觀測裝置包括地貌儀主機、可移動可組裝的崩滑面觀測支架和視線校準器。本發明的試驗室為地貌儀的觀測創造了良好的觀測環境；主要建築構件均為可組裝可移動設施，保證模擬和觀測裝置不收擾動，確保觀測的精確性。
【專利說明】一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水土保持研究裝置【技術領域】，涉及一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法，是一套對野外溝坡崩滑過程降雨進行模擬和觀測的試驗系統，該裝置可以現場測定溝坡在降雨過程中歷次崩滑事件的重力侵蝕量、次降雨總的重力侵蝕量、雨後重力侵蝕量以及陡坡任意時刻的坡度和坡向等數據。
【背景技術】
[0002]定量觀測溝坡重力侵蝕過程，可以深入研究其發生機理，並為重力侵蝕預測模型的建立和防災減災對策的確定提供科學依據。然而，由於重力侵蝕的複雜性，重力侵蝕的現場定量觀測一直在探索中，尚未能取得突破性的進展。最初的研究是間接地分析重力侵蝕現象與高含沙水流之間的關係(王興奎，錢寧，胡維德.黃土丘陵溝壑區高含沙水流的形成及匯流過程[J].水利學報，1982，(7):26-35)。目前主要用三種數據反映重力侵蝕的強度:一種數據是一定區域一定時間內遭受重力侵蝕的土方量，二是一定區域一定時間內發生重力侵蝕的面積，三是一定區域一定時間內發生重力侵蝕現象的次數(王德甫，趙學英，馬浩祿，等.黃土重力侵蝕及其遙感調[J].中國水土保持，1993，(12):26-28)。研究中一般依據重力侵蝕發生後的幾何形態反求重力侵蝕量，如Larsen等(Larsen MC&Torres-SanchezAJ,The frequency and distribution of recent landslides in three montanetropical regions of Puerto Rico[J].Geomorphology, 1998，24，309-331)、Haflidason等(Haflidason H, Lien R, Sejrup HP, et al.The dating and morphometry of the StorregaSlide [J].Marine and Petroleum Geology, 2005，22:187-194)的研究。李裕厚等(李裕厚，康學林，嶽新發.羅玉溝流域重力侵蝕特徵研究初報//黃土丘陵溝壑第三副區水土流失原型觀測及規律研究[C]，鄭州:黃河水利出版社，2004，32-37)採用逐溝幾何形態測量的方法,Yamada等(Yamada S.The role of soil creep and slope failure in the landscapeevolution of a head water basin:field measurements in a zero order basin ofnorthern Japan[J].Geomorphology, 1999, 28:329-344)> Iverson 等(Iverson R.M., etal.Acute sensitivity of landslide rates to initial soil porosity[J], Science, 2000，290:513-516)在現場布設測針，量測或預測了重力侵蝕的過程。由於在重力侵蝕的過程中，下落的土壤中一部分已被水流衝走，或者從上遊輸入的部分土壤沉積在崩落體中，即「崩落體」中包含部分水力侵蝕量。可以看出，上述事後觀測的方法無法將重力侵蝕過程中的水力輸移量分離出來，更無法表述重力侵蝕的發生過程。
[0003]近年來，遙感、示蹤元素法等非接觸式測量方法已經運用到重力侵蝕觀測中。然而，由於任何一種遙感影像都有一定的比例尺，實際上能不能看得清、能不能解譯製圖都有一定條件(郭長寶，張永雙.陝北砂黃土高邊坡可靠度分析及邊坡優化設計[J].中國地質災害與防治學報，2005，16 (4):5-10);而且，遙感技術畢竟不能深入到地質體的內部，它得到的只是表層的信息，因此，遙感技術無法完全取代現場的勘察、試驗工作，而只能作為一種有效的輔助手段(吳聖林.崩塌一推覆滑移地質體成因機理及其穩定性研究:[博士學位論文].江蘇省徐州市:中國礦業大學，2009)。
[0004]尤其應該注意的是，重力地貌過程是一個非連續過程，因而其作用強度就成了和頻率密切相關的問題，為定點觀測帶來了困難(張春山，張業成，張立海.中國崩塌、滑坡、泥石流災害危險性評價[J].地質力學學報，2004，10(1):27-32)。天然降雨條件下的現場監測試驗的觀測周期較長，且受現場條件限制，難以觀測到重力侵蝕的發生過程，不利於探索其微觀機理。
[0005]本申請者已利用結構光技術、採用自主設計的地貌儀，對溝坡重力侵蝕過程室內模型試驗進行了定量、動態觀測。課題組已完成的2009、2010、2012年3年共計500多次的降雨模擬試驗結果證實，這種方法能夠較為精確地全程觀測溝坡重力侵蝕試驗中歷次小型重力侵蝕的體積(趙超，王書芳，徐向舟，等.重力侵蝕黃土溝壑區溝坡產沙特性[J]，農業工程學報，2012，28 (12):140-145 ;趙超，徐向舟，徐飛龍，等.實驗地貌的動態觀測裝置[J]，中國水土保持科學，2012，10(2):65-69)ο但是現場試驗的環境光和場地條件與室內試驗有很大差異。本申請擬將原有的地貌儀觀測技術進行升級改進，並設計了可組裝的野外試驗室、可移動可組裝的多微噴頭組合式降雨器、可移動可組裝的觀測支架等設施，以實現對野外溝坡重力侵蝕過程的現場模擬和觀測。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置和方法。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]本發明的裝置包括野外試驗室、溝坡地形、降雨模擬裝置和重力侵蝕觀測裝置四個部分。
[0009]野外試驗室包括可組裝的野外試驗室和放置在試驗室內的可移動防雨觀測室。可組裝的野外試驗室採用大型的野營帳篷改裝。在地勢較低的坡面上安裝有加長柱。帳篷柱通過固定螺栓與加長柱連接。加長柱沿高度方向上有多個等距的連接孔。當帳篷柱與加長柱不同位置的連接孔固定，就可獲得多種加長效果。
[0010]溝坡地形在野外溝坡侵蝕現場的可組裝的野外試驗室內，根據研究區域典型地貌特徵，「切」出概化的坡面，並用鋼板樁邊牆將此概化地形與周圍環境隔開。鋼板樁邊牆之間用螺栓連接，且連接處嵌入止水的密封條。以可插入、拔出式組合鋼板樁為邊牆，分隔出一定尺度的觀測面，防止該觀測面與觀測區域外的地表徑流和地下水交流；一組試驗面的降雨模擬試驗結束後，鋼板樁可拔出，供以後重複使用。鋼板樁面向溝坡地形的內側面上標註有長度刻度，以供地形數據處理建模時定位。
[0011]降雨模擬裝置包括三桶穩壓供水器、可移動可組裝多微噴頭組合式降雨器和集水槽等構件。三桶穩壓供水器中的大桶放在地勢較高的位置，用於沉澱和儲存清水，並通過連通管將清水輸入中桶。作為穩壓水箱的小桶容積較小，置於中桶內。當潛水泵B將清水由中桶內輸運到小桶中時，部分清水溢出，其餘部分由潛水泵A供給到降雨器中，以保持固定的水位向降雨器供水。降雨器由多個獨立、可組裝的單體構成，每個單體包括降雨器支架和降雨器管網。降雨器支架包括2個門形的立式支架和I個帶卡口的水平支架。立式支架通過螺栓固定在柱墩上。水平支架通過支架四角的倒U形卡口與立式支架相連。降雨器管網綁紮在水平支架下方，管網上均布下噴式微噴頭。集水槽由鍍鋅鐵皮製成。
[0012]重力侵蝕觀測裝置包括地貌儀主機、可移動可組裝的崩滑面觀測支架和視線校準器。觀測支架通過螺栓固定在柱墩上，觀測支架上均布一字線雷射器。視線校準器由校準器支架和帶滑輪的集光盒組成。帶滑輪的集光盒安裝在視線校準器的橫杆上，集光盒可沿著橫杆的滑槽移動。集光盒的底部安裝有反射鏡；側壁由透明材料製作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線。一字線雷射器上發出豎直且平行於陡坡坡向的雷射平面，用於標示降雨過程中陡坡的崩滑面形態。觀測支架上方正中固定有支撐杆，支撐杆上有安裝有DV攝像機。打點雷射器與DV固定，且發出的雷射線與DV視線平行。
[0013]調整DV的視線角度，使DV視線與地貌儀主機發出的雷射平面垂直，並用視線校準器進行檢驗。視線校準器是用於驗證地貌儀主機發出的雷射平面與DV視線是否垂直的裝置。在每次降雨前檢驗DV視線與雷射平面是否垂直。調整視線校準器支架上的固定螺栓，可以實現集光盒在豎直方向上的上下移動。。當主機發出的雷射平面與DV視線垂直時，雷射平面在集光盒側壁上的投影與集光盒側壁上的不透明平行線重合，且打點雷射器發出的雷射線經鏡面反射後，正好返回到打點雷射器上。
[0014]可移動防雨觀測室的框架採用金屬結構、用螺栓連接。觀測室上部和頂棚不透水，地貌儀的主機和監視器等儀器都放在該觀測室中，從而使地貌儀主機的發光面不至於沾上雨水，以保證投射在陡坡地形雷射線的清晰度。
[0015]降雨開始前，在DV鏡頭上安裝防霧濾鏡，並調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳。每次侵蝕試驗前，先把試驗區鋪上塑料布，率定降雨強度。然後開啟地貌儀，揭開塑料布，開始計時，正式進行侵蝕試驗。試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片。每次試驗結束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。
[0016]本發明的效果和益處是:1)通過組裝的輕便試驗室，創造了室內觀測環境。室內光線強弱的調節可以通過開關試驗室的窗戶以及調整室內燈光來實現，以確保地貌儀獲得最佳觀測環境，並獲得最清晰的地貌圖像。2)本發明的主要建築構件，如野外試驗室、降雨器、觀測支架、觀測室均為適於野外操作的可組裝、可移動設施，且輕便易於運輸。3)野外試驗室、降雨器、觀測支架結構分離，室外風雨不會擾動試驗室內的模擬和觀測裝置，降雨器運行時產生的震動也不會影響到觀測裝置。
[0017]使用本裝置能方便迅速地在野外現場展開試驗，模擬和測量溝坡重力侵蝕的發展過程，試驗完成後能夠迅速撤離。該發明能夠將水力侵蝕量和重力侵蝕量分離，定量觀測降雨過程中和降雨後的重力侵蝕量；而且觀測精確度高、可移動性好、運行成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是試驗設備布置圖。
[0019]圖2是可組裝野外試驗室外觀效果圖。
[0020]圖3是底柱與帳篷柱的連接。
[0021]圖4是可移動、可組裝的多微噴頭組合式降雨器。
[0022]圖5是三桶穩壓供水器。
[0023]圖6是可移動、可組裝的防雨觀測室。
[0024]圖7是可移動、可組裝的觀測支架。[0025]圖8是DV視線校準器在試驗場中的位置。
[0026]圖9是DV視線校準器。
[0027]圖中:1三桶穩壓供水器；2可移動、可組裝多微噴頭組合式降雨器；
[0028]3可移動、可組裝崩滑面觀測支架；4可組裝野外試驗室；
[0029]5可移動防雨觀測室；6地貌儀主機；7溝坡地形；8集水槽；
[0030]9鋼板樁邊牆；
[0031]4-1可調亮度防水照明燈；4_2窗戶；4_3拉繩；4_4錨石；4_5墊層；
[0032]4-6柱墩；4_7固定螺栓2 ;4_8加長柱；4_9連接孔；4_10固定螺栓I ;
[0033]4-11木楔子；4_12帳篷柱；
[0034]2-1墊層'2-2柱墩；2_3降雨器支架；2_4降雨器管網；2_5微噴頭；
[0035]2-6 倒 U 型卡 口 ；
[0036]1-1大桶；1-2連通管；1_3小桶；1_4潛水泵A ;1_5潛水泵B ;1_6中桶；
[0037]5-1金屬支架；5_2透明防水薄膜；5_3不透明屋面；
[0038]3-1墊層；3_2柱墩；3_3金屬支架；3_4 —字線雷射器；3_5DV ；
[0039]3-6打點雷射器；3_7雲臺；3_8支撐杆；
[0040]11視線校準器；11_1視線校準器支架；11_2帶滑輪的集光盒；
[0041]11-3反射鏡；11_4不透光的等距線；11_5帶滑槽的橫杆；11_6固定螺栓。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明。
[0043]實施例1
[0044]以黃土溝坡重力侵蝕過程現場試驗為例，說明用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置實施的具體步驟。試驗在黃土高原神木縣六道溝流域進行。
[0045]步驟1:初步整理地形
[0046]根據黃土溝坡典型地貌特徵設計概化坡面7。模型沿坡向和垂直於坡向的平面投影尺寸分別為300cm和400cm。整個坡面由3°的緩坡和60°?80°的陡坡組成，陡坡段高度1.5m。在易於發生重力侵蝕的溝坡現場初步整理出概化坡面。步驟2:搭建可移動試
驗室
[0047]在現場搭制組裝野外試驗室4。試驗室長Sm、寬5m ;屋脊距緩坡面高約3m，距陡坡面底部高約4.5m。在地勢較高的位置預埋用於固定帳篷柱的柱墩2-6 ;在地勢較低的位置預埋用於固定加長柱4-8的柱墩，並將加長柱和柱墩通過螺栓連接。然後安裝帳篷。在平地上預先把帳篷支架搭建、連接，並固定到上述帳篷柱柱墩和加長柱上。然後將帆布從移至屋頂，從一側推至全屋面。最後安裝加長部分的帆布牆和門帘。帳篷通過多重拉繩4-3和錨石4-4錨固。帳篷柱通過固定螺栓4-10與加長柱連接。加長柱沿高度方向上有多個等距的連接孔4-9。當帳篷柱與加長柱不同位置的連接孔固定，就可獲得多種加長效果。
[0048]試驗室的外牆上有多個窗戶4-2，用於通風和阻擋室外強烈的陽光；試驗室內中有防水照明燈4-1，其亮度可以根據觀測需要調整。
[0049]步驟3:精製地形並搭建降雨模擬和地貌觀測裝置
[0050]根據設計的地貌特徵，在試驗面上精心「切」出概化的坡面7。概化坡面各點平面坐標、高程校核無誤後，埋置鋼板樁邊牆9。鋼板樁面向溝坡地形的內側面上標註有長度刻度，以供地形數據處理建模時定位。陡坡下方埋置加強的鋼結構擋牆，
[0051]在邊牆外側地面上設定位置預埋降雨模擬器支架2-3和觀測支架3的柱墩。組裝降雨器支架、綁紮降雨器管網2-4 ;安裝觀測支架，固定雲臺。將降雨模擬器支架和觀測支架安裝到指定柱墩上、並用固定螺栓連接。在陡坡下方埋置集水槽8。降雨過程中，坡面的產流產沙通過集水槽輸出。
[0052]步驟4:降雨模擬試驗和重力侵蝕過程定量觀測
[0053]每組地形降雨6?10次。每次降雨歷時30min,雨強為2.0mm/min,與黃土高原地區A型暴雨接近。每場降雨後間隔約24h再進行下一場降雨。當降雨侵蝕後模型坡度較小，次降雨重力侵蝕量趨於某一穩定值時，即停止試驗，重新構築地形，進行下一組地形的降雨試驗。
[0054]採用地貌儀實時觀測降雨過程中溝坡地形的動態變化，並定量評價降雨過程中和降雨後重力侵蝕的演變過程。降雨過程中，在DV3-5上安裝防霧濾鏡，並調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳。試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片。每次試驗結束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。
[0055]根據試驗過程錄像，截取所需時段的視頻截圖；再用R2V軟體將截圖中的等高線矢量化、並賦予實際高程，然後調入到ArcGIS軟體中，形成立體的tin文件，就可獲得坡體體積信息。重力侵蝕過程的計算分析詳細內容如下:1)計算本次降雨過程中溝坡上發生的歷次重力侵蝕量和次降雨總侵蝕量。根據DV錄製的降雨過程錄像，可以判斷歷次重力侵蝕事件。將每次重力侵蝕事件崩滑前和崩滑後瞬間的錄像截圖，並框定出崩滑範圍，根據框選範圍內的等高線圖，在GIS軟體中賦值形成三維立體圖，進而可提供該崩滑體的體積、投影面積和各點坐標等參數。重力侵蝕發生前、後瞬間坡體的體積差，就是該次重力侵蝕量。本次降雨中歷次重力侵蝕量的和就是本次降雨的重力侵蝕總量。2)計算次降雨的總侵蝕量和水力侵蝕量。本次降雨前坡體的總體積和本次降雨結束時坡體的總體積之差，為次降雨的總侵蝕量。次降雨總侵蝕量減去次降雨重力侵蝕總量，即為該次降雨的水力侵蝕總量。3)計算降雨結束後發生的重力侵蝕量。將本次降雨後坡體的總體積減去下次降雨前坡體的總體積，即可得本次降雨後的重力侵蝕量。4)根據觀測截圖獲得的坡體三維模型，還可以獲得陡坡在任何時刻、任何位置的坡向、坡度等參數的變化，將這些參數與當時發生的重力侵蝕量結合在一起分析，可以深入分析重力侵蝕與溝坡地形參數之間的內在關係。5)根據崩滑面特寫照片中雷射線顯示的崩滑面縱剖面形狀，結合全程錄像，可以判斷崩塌、滑坡、泥流等各種崩滑形式的崩滑面形態。
【權利要求】
1.一種用於建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的裝置，其特徵在於，該裝置包括本發明的裝置包括野外試驗室、溝坡地形、降雨模擬裝置和重力侵蝕觀測裝置四個部分； 野外試驗室:包括可組裝的野外試驗室和放置在試驗室內的可移動防雨觀測室； 溝坡地形:溝坡地形在野外溝坡侵蝕現場的可組裝試驗室內，根據研究區域典型地貌特徵，「切」出概化的坡面，並用鋼板樁邊牆將此概化地形與周圍環境隔開；鋼板樁邊牆之間用螺栓連接，且連接處嵌入止水的密封條；以可插入、拔出式組合鋼板樁為邊牆，分隔出一定尺度的觀測面，防止該觀測面與觀測區域外的地表徑流和地下水交流；鋼板樁面向溝坡地形的內側面上標註有長度刻度，以供地形數據處理建模時定位； 降雨模擬裝置:包括三桶穩壓供水器、可移動可組裝多微噴頭組合式降雨器和集水槽等構件；三桶穩壓供水器中的大桶放在地勢較高的位置，用於沉澱和儲存清水，並通過連通管將清水輸入中桶；作為穩壓水箱的小桶容積較小，置於中桶內；當潛水泵B將清水由中桶內輸運到小桶中時，部分清水溢出，其餘部分由潛水泵A供給到降雨器中，以保持固定的水位向降雨器供水；集水槽由鍍鋅鐵皮製成； 重力侵蝕觀測裝置:包括地貌儀主機、可移動可組裝的崩滑面觀測支架和視線校準器；觀測支架通過螺栓固定在柱墩上，觀測支架上均布一字線雷射器；一字線雷射器上發出豎直且平行於陡坡坡向的雷射平面，用於標示降雨過程中陡坡的崩滑面形態；觀測支架上方正中固定有支撐杆，支撐杆上有安裝有DV攝像機；打點雷射器與DV固定，且發出的雷射線與DV視線平行。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，視線校準器由校準器支架(11-1)和帶滑輪的集光盒(11-2)組成；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫杆上，集光盒可沿著橫杆的滑槽移動；集光盒的底部安裝有反射鏡(11-3);側壁由透明材料製作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線(11-4)。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，在地勢較低的坡面上安裝有加長柱(4-8)，帳篷柱通過固定螺栓(4-10)與加長柱連接；加長柱沿高度方向上有多個等距的連接孔(4-9)，當帳篷柱與加長柱不同位置的連接孔固定，獲得多種加長效果。
4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，降雨器由多個獨立、可組裝的單體構成；每個單體包括降雨器支架(2-3)和降雨器管網(2-4);降雨器支架包括2個門形的立式支架和I個帶卡口的水平支架；立式支架通過螺栓固定在柱墩上；水平支架通過支架四角的倒U形卡口與立式支架相連；降雨器管網綁紮在水平支架下方，管網上均布下噴式微噴頭。
5.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，降雨器由多個獨立、可組裝的單體構成；每個單體包括降雨器支架(2-3)和降雨器管網(2-4);降雨器支架包括2個門形的立式支架和I個帶卡口的水平支架；立式支架通過螺栓固定在柱墩上；水平支架通過支架四角的倒U形卡口與立式支架相連；降雨器管網綁紮在水平支架下方，管網上均布下噴式微噴頭。
6.用權利要求1、2或5所述的裝置建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的方法，其特徵在於以下步驟， 調整DV的視線角度，使DV視線與地貌儀主機發出的雷射平面垂直，並用視線校準器進行檢驗；視線校準器是用於驗證地貌儀主機發出的雷射平面與DV視線是否垂直的裝置，在每次降雨前檢驗DV視線與雷射平面是否垂直；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫杆上，集光盒可沿著橫杆的滑槽移動；調整校準器支架上的固定螺栓，實現集光盒在豎直方向上的上下移動；集光盒的底部安裝有反射鏡；側壁由透明材料製作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線，平行線的間距與地貌儀雷射平面間距一致；雷射盒底部安裝有反射鏡；當主機發出的雷射平面與DV視線垂直時，雷射平面在集光盒側壁上的投影與集光盒側壁上的不透明平行線重合，且打點雷射器發出的雷射線經鏡面反射後，正好返回到打點雷射器上； 可移動防雨觀測室的框架採用金屬結構、用螺栓連接；觀測室上部和頂棚不透水，地貌儀的主機和監視器等儀器都放在該觀測室中，從而使地貌儀主機的發光面不至於沾上雨水，以保證投射在陡坡地形雷射線的清晰度； 降雨開始前，在DV鏡頭上安裝防霧濾鏡，並調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳；每次侵蝕試驗前，先把試驗區鋪上塑料布，率定降雨強度；然後開啟地貌儀，揭開塑料布，開始計時，正式進行侵蝕試驗；試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片；每次試驗結束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。
7.用權利要求3所述的裝置建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的方法，其特徵在於以下步驟， 調整DV的視線角度，使DV視線與地貌儀主機發出的雷射平面垂直，並用視線校準器進行檢驗；視線校準器是用於驗證地貌儀主機發出的雷射平面與DV視線是否垂直的裝置，在每次降雨前檢驗DV視線與雷射平面是否垂直；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫杆上，集光盒可沿著橫杆的滑槽移動；調整校準器支架上的固定螺栓，實現集光盒在豎直方向上的上下移動；集光盒的底部安裝有反射鏡；側壁由透明材料製作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線，平行線的間距與地貌儀雷射平面間距一致；雷射盒底部安裝有反射鏡；當主機發出的雷射平面與DV視線垂直時，雷射平面在集光盒側壁上的投影與集光盒側壁上的不透明平行線重合，且打點雷射器發出的雷射線經鏡面反射後，正好返回到打點雷射器上； 可移動防雨觀測室的框架`採用金屬結構、用螺栓連接；觀測室上部和頂棚不透水，地貌儀的主機和監視器等儀器都放在該觀測室中，從而使地貌儀主機的發光面不至於沾上雨水，以保證投射在陡坡地形雷射線的清晰度； 降雨開始前，在DV鏡頭上安裝防霧濾鏡，並調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳；每次侵蝕試驗前，先把試驗區鋪上塑料布，率定降雨強度；然後開啟地貌儀，揭開塑料布，開始計時，正式進行侵蝕試驗；試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片；每次試驗結束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。
8.用權利要求4所述的裝置建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的方法，其特徵在於以下步驟， 調整DV的視線角度，使DV視線與地貌儀主機發出的雷射平面垂直，並用視線校準器進行檢驗；視線校準器是用於驗證地貌儀主機發出的雷射平面與DV視線是否垂直的裝置，在每次降雨前檢驗DV視線與雷射平面是否垂直；帶滑輪的集光盒安裝在校準器的橫杆上，集光盒可沿著橫杆的滑槽移動；調整校準器支架上的固定螺栓，實現集光盒在豎直方向上的上下移動；集光盒的底部安裝有反射鏡；側壁由透明材料製作，且在離地貌儀較遠的一側畫有等距的不透明的平行線，平行線的間距與地貌儀雷射平面間距一致；雷射盒底部安裝有反射鏡；當主機發出的雷射平面與DV視線垂直時，雷射平面在集光盒側壁上的投影與集光盒側壁上的不透明平行線重合，且打點雷射器發出的雷射線經鏡面反射後，正好返回到打點雷射器上； 可移動防雨觀測室的框架採用金屬結構、用螺栓連接；觀測室上部和頂棚不透水，地貌儀的主機和監視器等儀器都放在該觀測室中，從而使地貌儀主機的發光面不至於沾上雨水，以保證投射在陡坡地形雷射線的清晰度； 降雨開始前，在DV鏡頭上安裝防霧濾鏡，並調整試驗室內光線強度，以使DV的觀測效果達到最佳；每次侵蝕試驗前，先把試驗區鋪上塑料布，率定降雨強度；然後開啟地貌儀，揭開塑料布，開始計時，正式進行侵蝕試驗；試驗中觀測陡坡的崩滑過程，同時拍攝崩滑面的特寫照片；每次試驗結 束，將DV上的觀測錄像拷貝到計算機中，以作下一步分析處理。
【文檔編號】G01N33/24GK103487567SQ201310422836
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】徐向舟, 趙蕊 申請人:大連理工大學