CZ307090B6 - A rain simulator for measuring systems - Google Patents
A rain simulator for measuring systems Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307090B6 CZ307090B6 CZ2011-245A CZ2011245A CZ307090B6 CZ 307090 B6 CZ307090 B6 CZ 307090B6 CZ 2011245 A CZ2011245 A CZ 2011245A CZ 307090 B6 CZ307090 B6 CZ 307090B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- infiltration
- water
- measuring systems
- rain
- soil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká simulátoru deště zejména pro varovné systémy, umožňující kvantifikovat riziko tvorby povrchového odtoku v povodí přímým měřením infiltračního potenciálu v terénu za podmínek velmi blízkých aktuální hydrologické situaci.The present invention relates to a rain simulator especially for warning systems allowing to quantify the risk of surface runoff formation in a basin by directly measuring infiltration potential in the field under conditions very close to the current hydrological situation.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Infiltrace dešťových srážek do půdy souvisí s tvorbou povrchového odtoku, který je hlavním činitelem vývoje negativních jevů na povodích, jakými jsou povodně a eroze půd. Snižování infiltrační schopnosti pro vodu vede ke zvyšování povrchového odtoku. Přímé měření infiltrace v terénu se provádí zpravidla v rámci experimentálních prací, pro svoji pracovní náročnost a obtížnou interpretovatelnost výsledků. Základními parametry infiltrace jsou momentální rychlost infiltrace a kumulativní úhrn infiltrované vody. Mezi činitele, ovlivňující infiltraci, patří vstupní odpory povrchu půdy působící proti pronikání vody, dále aktuální zaplnění půdních pórů vodou včetně jejich hydraulických parametrů, dále tlaková výška vody, závisející na drsnosti a sklonu povrchu, případně na vlastnostech terénních depresí atd.Infiltration of rainfall into the soil is related to the formation of surface runoff, which is a major factor in the development of negative phenomena in river basins, such as floods and soil erosion. Decreasing the infiltration capacity for water leads to an increase in surface runoff. Direct measurement of infiltration in the field is usually carried out in the framework of experimental work, because of its labor intensity and difficult interpretation of results. The basic infiltration parameters are the current infiltration rate and the cumulative total of infiltrated water. The factors influencing infiltration include the input resistance of the soil surface against water penetration, the actual filling of soil pores with water including their hydraulic parameters, water pressure height depending on the roughness and slope of the surface, eventually the properties of terrain depressions etc.
Mezi řízené parametry při měření infiltrace patří termín zahájení zkoušky, intenzita simulované srážkové epizody (proměnlivá či konstantní) a výška počáteční povrchové akumulace vody (náhradní maximální výška vodního sloupce na povrchu půdy, která reprezentuje podmínky začátku tvorby povrchového odtoku). Mezi měřené parametry patří kritická doba trvání srážky zvolené intenzity a dále srážkový úhrn pro stanovení počátku tvorby povrchového odtoku. Při pokračování zkoušky se shromažďují údaje o průběhu infiltrace, jakými jsou intenzita infiltrace a kumulativní infiltrace.Controlled parameters for measuring infiltration include the start date of the test, the intensity of the simulated rainfall episode (variable or constant) and the height of the initial surface accumulation of water (the equivalent maximum water column height on the soil surface that represents the conditions of the start of surface runoff). The measured parameters include the critical duration of precipitation of the selected intensity and the precipitation total for determining the start of surface runoff formation. As the test continues, infiltration data such as infiltration intensity and cumulative infiltration are collected.
Pro komplexní měření se v experimentální praxi používá klasický dešťový simulátor, který generuje povrchový odtok a poskytuje parametry procesu infiltrace, avšak jde o provozně složité zařízení, zpravidla větších půdorysných rozměrů (s infiltrační plochou od několika desítek dm2 do desítek až stovek m2), náročné na vydatnost vodního zdroje a vydatnost čerpadel. To prakticky neumožňuje souběžný automatizovaný provoz soustavy zařízení vedle sebe (vedlo by ke zvýšení plochy meteostanice) a neumožňuje tak souběžně testovat více dešťových intenzit. Zároveň je povrch půdy poškozen vodní erozí stékající vody. K dispozici jsou také přenosné simulátory deště typu Mc Queena (s plochou 283 cm2) nebo dle Kamphorsta (625 cm2). Jejich využití však nepředpokládá kontinuální opakované použití, není konstruováno pro automatizovaný provoz, a tudíž jej není možné provozovat v rámci varovných protipovodňových systémů.For complex measurements, a classical rain simulator is used in experimental practice, which generates surface runoff and provides parameters of the infiltration process, but it is an operationally complex device, usually of larger ground plan (with infiltration area from several tens of dm 2 to tens to hundreds of m 2 ) water-intensive and pump-intensive. This practically does not allow simultaneous automated operation of the system of devices side by side (would lead to an increase in the weather station area) and thus does not allow simultaneous testing of more rain intensities. At the same time the soil surface is damaged by water erosion of running water. Portable rain simulators such as McQueen (283 cm 2 ) or Kamphorst (625 cm 2 ) are also available. However, their use does not imply continuous reuse, is not designed for automated operation, and therefore cannot be operated within flood warning systems.
Mezi další obdobná zařízení lze zařadit infiltrometry, u nichž však intenzita přítoku není regulována, tudíž poskytuje pouze informaci o mezní rychlosti a množství infiltrované vody. Jejich konstrukční řešení (úplné zakrytí povrchu půdy) vyčleňuje testovanou plošku z okolního prostředí a podmínka promítnutí vlivu aktuálních meteorologických jevů do procesu infiltrace tak není splněna.Other similar devices include infiltrometers, but the inflow intensity is not regulated, thus providing only information on the limit speed and the amount of infiltrated water. Their design (complete covering of the soil surface) separates the test area from the surrounding environment and the condition of the projection of the influence of current meteorological phenomena into the infiltration process is not fulfilled.
Obecně se tradiční využití polních dešťových simulátorů a infiltrometrů zásadně liší od využití ve varovných systémech a jejich přestavba či doplnění jsou náročné (nehledě k vysokým prvotním pořizovacím nákladům).In general, the traditional use of field rain simulators and infiltrometers is fundamentally different from the use in warning systems and their rebuilding or refilling is demanding (notwithstanding the high initial cost).
- 1 CZ 307090 B6- 1 GB 307090 B6
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nedostatky odstraňuje simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že se skládá alespoň z jedné infíltrační jednotky, obsahující vymezovací válec zaražený do povrchu půdy, dále z hladinového hrotu propojeného elektrickým vedením s řídicí jednotkou, která je spojena s dávkovači jednotkou a rozvodem vody ze zdroje vody k infiltraci vody do půdy zadešťovací tryskou, přitom údaje o provozu zařízení jsou archivovány v dataloggeru.The above mentioned drawbacks are eliminated by a rain simulator for measuring systems according to the invention, which consists of at least one infiltration unit comprising a spacer cylinder driven into the soil surface, a level tip connected by an electric line to a control unit connected to the metering units. unit and water distribution from a water source to infiltrate water into the soil through a sprinkler, while the operation data are stored in a data logger.
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu je charakterizován tím, že během měření infiltrace výtopou je umístěn v rostlém terénu na reprezentativním místě povodí. Teoretickým východiskem principu zařízení je pak geneze povrchového odtoku z elementární odtokové plochy.The rain simulator for the measuring systems according to the invention is characterized in that it is located in a solid terrain at a representative location of the catchment area during the measurement of the infiltration by a duct. The theoretical basis of the device principle is then the genesis of surface runoff from the elemental runoff surface.
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu je také charakterizován tím, že termín zahájení zkoušky a intenzita přítoku vody k infiltraci je řízena řídicí jednotkou.The rain simulator for the measuring systems of the invention is also characterized in that the start date of the test and the inflow rate of infiltration water are controlled by the control unit.
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu je dále charakterizován tím, že je vhodný pro automatizované terénní měření infiltračního potenciálu povrchu půdy za aktuálního stavu, pokryvu a vlhkosti a je přizpůsoben k měření doby dosažení nastavitelné nejvyšší úrovně hladiny vody po zadešťování povrchu půdy zvolenou intenzitou přítoku vody.The rain simulator for the measuring systems of the invention is further characterized in that it is suitable for automated field measurement of infiltration potential of the soil surface at actual condition, coverage and humidity and is adapted to measure the time to reach an adjustable highest water level after sprinkling the soil surface with selected water inflow rate. .
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu spojuje výhody obou dosavadních zařízení (klasického dešťového simulátoru a infiltrometru), přitom je přizpůsoben k trvalému automatizovanému provozu v rámci meteorologické stanice varovného protipovodňového systému.The rain simulator for the measuring systems according to the invention combines the advantages of both prior art devices (conventional rain simulator and infiltrometer) while being adapted for continuous automated operation within the meteorological station of the flood warning system.
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu nalezne uplatnění jako autonomní čidlo stabilních či mobilních meteorologických stanic s doplněnou funkcí generování varovných hlášení o riziku lokálních povodní nebo jako kalibrační hodnota modelových řešení srážko-odtokových vztahů. Generování výstrahy je tak založeno buď na přímé interpretaci okamžitých výsledků měření, nebo zprostředkovaně pomocí souběžně provozovaných numerických modelů. Soubor řízených a měřených parametrů infiltrace integruje vlivy, které působí v reálných podmínkách v povodí při tvorbě povrchového odtoku, zejména jako důsledek nasycenosti půdy vodou.The rain simulator for the measuring systems according to the invention finds its application as an autonomous sensor of stationary or mobile weather stations with the added function of generating warning messages about local flood risk or as a calibration value of model solutions of precipitation-runoff relations. Thus, the alert generation is based either on direct interpretation of instantaneous measurement results or indirectly using concurrently operated numerical models. The set of controlled and measured parameters of the infiltration integrates the influences that act under real conditions in the basin in the formation of surface runoff, mainly as a result of soil saturation with water.
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu se skládá z volitelného počtu infiltračních jednotek 8, rozmístěných v místě měření infiltrace (např. v areálu meteorologické stanice). Infíltrační jednotky 8 mají společný zdroj 5 vody (například kanystr, vodoteč nebo vodní nádrž) a společný datalogger 7 pro registraci provozních údajů (čas provozu, intenzita infiltrace, kumulativní infiltrace) každé z instalovaných infiltračních jednotek 8.The rain simulator for the measuring systems according to the invention consists of an optional number of infiltration units 8 located at the infiltration measurement site (eg in the area of a weather station). The infiltration units 8 have a common water source 5 (for example, a canister, a watercourse or a water tank) and a common data logger 7 for recording operational data (operating time, infiltration intensity, cumulative infiltration) of each of the installed infiltration units 8.
Infíltrační jednotka 8 sestává z vymezovacího válce 1, zaraženého do povrchu půdy 9 tak, aby omezila infíltrační oblast a vertikálně usměrnila proces infiltrace. Shora je instalován výškově nastavitelný hladinový hrot 2, který umožňuje na elektrickém principu kontrolovat dosažení nastavené výšky maximálního zatopení vymezovacího válce l· Instalace každé infíltrační jednotky 8 je provedena tak, aby neovlivňovala ani proces sycení půdního profilu přirozenými dešťovými srážkami shora ani proces kapilárního sycení půdních vrstev zdola, resp. ze svahového mělkého podpovrchového odtoku. Ve vnitřní části vymezovacího válce 1 je instalována zadešťovací tryska 3 takovým způsobem, aby nedocházelo při umělém zadešťování ke ztrátám vody mimo vymezený prostor infiltrace. Každá infíltrační jednotka 8 je dále vybavena dávkovači jednotkou 4 vody, která zajišťuje dodávku vody k infiltraci v požadovaném termínu a s požadovanou intenzitou. Provozní režim dávkovači jednotky 4 vody je monitorován dataloggerem 7 a provoz je řízen řídicí jednotkou 6. Přívod vody k infiltraci je blokován, pokud signalizuje hladinový hrot 2 dosažení nastavené nejvyšší úrovně hladiny 10 vody ve vymezovacím válci L Přívod vody ze zdroje 5 vody k dávkovači jednotce 4 vody a dále k zadešťovací trysce 3 je zabezpečen potrubímThe infiltration unit 8 consists of a spacer roller 1 driven into the soil surface 9 so as to limit the infiltration area and to vertically direct the infiltration process. The height-adjustable level tip 2 is installed from above, which allows the maximum flood level of the spacer cylinder 1 to be controlled on an electric principle. from below, respectively. from the sloping shallow subsurface runoff. A sprinkler nozzle 3 is installed in the inner part of the spaceblock 1 in such a way as to prevent water loss outside the defined area of infiltration during artificial sprinkling. Each infiltration unit 8 is further equipped with a water dispensing unit 4 that provides water for infiltration at a desired time and intensity. The operating mode of the water dosing unit 4 is monitored by the datalogger 7 and the operation is controlled by the control unit 6. The infiltration water supply is blocked if the level tip 2 indicates that the set water level 10 has been reached. 4 water and further to the sprinkling nozzle 3 is secured by piping
-2CZ 307090 B6 rozvodu 11 vody. Řídicí jednotka 6 je propojena elektrickým vodičem 12 s hladinovým hrotem 2. Elektrický vodič 12 přenáší z řídicí jednotky 6 signály pro činnost dávkovači jednotky 4 a pro archivaci dat v dataloggeru 7 (čas začátku, konce umělého zadešťování, intenzitu přítoku vody včetně přestávek, způsobených zatopením hladinového hrotu 2).-2GB 307090 B6 water distribution 11. The control unit 6 is connected by the electric conductor 12 to the level tip 2. The electric conductor 12 transmits signals from the control unit 6 for the operation of the dosing unit 4 and for data archiving in the datalogger 7 (start time, end of artificial sprinkling). level tip 2).
Princip činnosti simulátoru deště pro měřicí systémy podle vynálezu je založen na:The principle of operation of the rain simulator for the measuring systems according to the invention is based on:
volbě času začátku testování infiltračního potenciálu stanoviště (zpravidla na základě identifikace zvýšeného rizika výskytu srážek či tvorby povrchového odtoku);selecting the start time of the site's infiltration potential testing (usually by identifying an increased risk of precipitation or surface runoff);
výběru i-té infiltrační jednotky 8, případně volbě provozu několika infiltračních jednotek 8 současně (se stejnými nebo různými parametry zadešťování);selecting the i-th infiltration unit 8, or selecting the operation of several infiltration units 8 simultaneously (with the same or different sprinkling parameters);
volbě intenzity zadešťování (dáno stanovištními podmínkami a nastavením periodicity kritického deště): určuje nastavení dávkovači jednotky 4;the choice of sprinkling intensity (given by the site conditions and the periodicity setting of the critical rain): determines the setting of the dosing unit 4;
volbě výšky počáteční povrchové akumulace vody, stanovené nastavením hladinového hrotu 2 (zohledňuje podmínky svažitosti, typ povrchu včetně prováděné agrotechniky a vlivy další);selection of the height of the initial surface water accumulation, determined by setting the level tip 2 (taking into account the slope conditions, the type of surface including the agrotechnics performed and other influences);
volbě počtu a rozmístění infiltračních jednotek 8 v místě měření infiltrace (je dáno předpokládaným souběhem a periodicitou testování, dále hydrofyzikálními vlastnostmi půd tak, aby byl zajištěn dostatečný časový odstup mezi testy při variantě použití na stejné i-té infiltrační jednotce 8);selecting the number and placement of the infiltration units 8 at the infiltration measurement site (given by the anticipated concurrence and periodicity of testing, as well as the hydrophysical properties of the soils so as to ensure sufficient time lag between tests in the same i-th infiltration unit 8);
údaje o provozu jsou registrovány v dataloggeru 7 a v souvislosti s provozem varovných systémů je určující zejména: intenzita zadešťování a doba potřebná k dosažení nastavené nej vyšší úrovně hladiny 10 vody nad infiltrovaným povrchem půdy 9 ve vymezovacím válcithe operating data are registered in the datalogger 7 and in connection with the operation of the warning systems it is particularly important: the sprinkling intensity and the time required to reach the set highest level of water level 10 above the infiltrated soil surface 9 in the spaceblock
1.1.
V období před testováním infiltračního potenciálu i-té infiltrační jednotky 8 je povrch půdy 9 včetně vegetace i přirozený půdní profil vystaven běžným meteorologickým a hydrologickým podmínkám místa instalace. Při dosažení kritéria pro zahájení umělé infiltrace (zadešťování) je voda ze zdroje 5 vody přiváděna rozvodem 11 vody pomocí dávkovači jednotky 4 zvoleným průtokem k zadešťovací trysce 3 a rozváděna po povrchu půdy 9, který je plošně omezen zaraženým vymezovacím válcem 1. Intenzita přítoku vody k infiltraci by měla odpovídat pravděpodobné intenzitě srážek zvolené kritické doby trvání deště.In the period prior to testing the infiltration potential of the i-th infiltration unit 8, the soil surface 9 including vegetation as well as the natural soil profile are exposed to normal meteorological and hydrological conditions of the site of installation. Upon reaching the criterion for initiating artificial infiltration (sprinkling), the water from the water source 5 is fed by water distribution 11 via a dosing unit 4 at a selected flow rate to the sprinkling nozzle 3 and distributed over the soil surface 9 the infiltration should correspond to the probable rainfall intensity of the selected critical duration of rain.
Po zahájení umělého zadešťování dochází v první fázi měření k nepřerušované infiltraci s kontrolovanou intenzitou přívodu vody k infiltraci do půdy tak dlouho, dokud nedojde k prvnímu dosažení nej vyšší úrovně hladiny 10 vody ve vymezovacím válci L Naměřený čas trvání zadešťování dané intenzity a úhrnu (vyjádřeného v jednotkách sloupce vody) vyjadřuje parametry kritického deště, který by způsobil povrchový odtok (je překročena infiltrační schopnost půdního profilu v konkrétních přírodních podmínkách). S těmito daty následně pracuje protipovodňový varovný systém podle různých metodik. Pokud je tento srážkový úhrn v blízkosti instalovaným srážkoměrem naměřen, je buď provedeno vyhlášení rizika autonomní varovnou hlásnou stanicí, nebo je měření použito jako kontrolní hodnota paralelně běžícího numerického modelu varovného povodňového systému malého povodí.After the start of artificial sprinkling, continuous infiltration with controlled water supply infiltration rate into the soil is carried out in the first phase of the measurement until the highest water level 10 is reached in the limiting cylinder for the first time L Measured duration of sprinkling of given intensity and total units of water column) expresses the parameters of critical rain that would cause surface runoff (the infiltration capacity of the soil profile in specific natural conditions is exceeded). This data is subsequently used by the flood warning system according to various methodologies. If this rainfall is measured in the vicinity of the installed rain gauge, either the risk is reported by an autonomous warning station or the measurement is used as a control value of a parallel running numerical model of a small flood warning system.
Kontinuální měření následně přechází do druhé fáze infiltrace vody do půdy. Po dosažení hladinového hrotu 2 stoupající hladinou 10 vody nad povrchem půdy 9 je přívod vody zastaven na takovou dobu, než hladina 10 klesne pod úroveň hrotu 2 (nerozpojí se pomyslný kontakt hrotu 2 a hladiny 10). Poté je proces přívodu vody dávkovači jednotkou 4 obnoven a přerušované zadešťování pokračuje tak dlouho, jak je nastaveno řídicí jednotkou 6. Data o měřené i-té infiltračníThe continuous measurement then passes to the second phase of water infiltration into the soil. Upon reaching the level tip 2 with the rising water level 10 above the surface of the soil 9, the water supply is stopped until the level 10 drops below the level of the tip 2 (the imaginary contact of the tip 2 and the level 10 does not open). Thereafter, the water supply process is resumed by the dosing unit 4 and the intermittent sprinkling continues as long as set by the control unit 6. Measured data of the i-th infiltration
-3 CZ 307090 B6 jednotce 8 a o intenzitě přítoku vody v čase jsou registrována dataloggerem 7 a dále jsou využita při vyhodnocení průběhu infiltrace.They are registered by the datalogger 7 and are further used in the evaluation of the course of infiltration.
Přednosti simulátoru deště pro měřicí systémy podle vynálezu lze shrnout takto:The advantages of the rain simulator for the measuring systems according to the invention can be summarized as follows:
univerzálnost zařízení jednak pro stanovení kritických parametrů deště (1. fáze měření), vyvolávajícího na měřené lokalitě povrchový odtok, jednak poskytující údaj o aktuálních podmínkách infiltrace vody do půdy (2. fáze);versatility of the device for the determination of critical parameters of rain (phase 1 of measurement), causing surface runoff at the measured site, and providing information on current conditions of water infiltration into soil (phase 2);
možný souběh měření s různými parametry zadešťování, povrchů půdy atd.;possible concurrence of measurements with different parameters of sprinkling, soil surfaces, etc .;
kompaktnost konstrukčního řešení a skladebnost systému včetně jednoduchosti napojení na stávající či nově budované varovné povodňové systémy (řešení jako autonomní čidlo automatické monitorovací stanice);compactness of the constructional solution and structure of the system including simplicity of connection to existing or newly built flood warning systems (solution as an autonomous sensor of an automatic monitoring station);
konstrukční jednoduchost, automatizace měření a možnost přizpůsobení místním podmínkám (volba plochy vymezovacího válce, počtu infiltračních jednotek), úspora finančních prostředků;simplicity of construction, measurement automation and the possibility of adaptation to local conditions (selection of the space of the spacer cylinder, number of infiltration units), saving of financial resources;
respektování aktuálních meteorologických a hydrologických podmínek v době měření (vlastnosti povrchu, vlhkost půdy atd.).respect of current meteorological and hydrological conditions at the time of measurement (surface properties, soil moisture, etc.).
Objasnění výkresůClarification of drawings
Na přiložených výkresech je na Obr. 1 schematicky znázorněno základní funkční zapojení jedné infiltrační jednotky 8 s vazbami na další konstrukční díly simulátoru deště pro měřicí systémy podle vynálezu. Na Obr. 2 je schéma vícečetného zapojení infiltračních jednotek 8 pro postupné nebo souběžné měření infiltrace s uspořádáním, umožňujícím datové přenosy na společný centrální datalogger 7 pro několik infiltračních jednotek 8 (i = a až z). Příklad provedení vymezovacího válce £ (vlevo) s přípravky na jeho zaražení do půdy (vpravo) je na Obr. 3. Do půdy je vymezovací válec £ zaražen až do úrovně horního mezikruží hladinového hrotu 2, přičemž může být zvoleno i jiné konstrukční řešení.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows the basic functional connection of one infiltration unit 8 with links to other components of the rain simulator for the measuring systems according to the invention. In FIG. 2 is a multiple circuit diagram of infiltration units 8 for sequential or concurrent measurement of infiltration with an arrangement allowing data transmissions to a common central data logger 7 for several infiltration units 8 (i = a to z). An exemplary embodiment of the spacer roller (left) with the means for driving it into the soil (right) is shown in FIG. 3. The spacer roller 6 is driven into the soil up to the level of the upper annular surface of the level tip 2, and another design can be chosen.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Následující příklady provedení simulátoru deště pro měřicí systémy podle vynálezu pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.The following examples of embodiments of the rain simulator for the measuring systems according to the invention merely illustrate without limiting it.
Příklad 1Example 1
Simulátor deště pro měřicí systémy podle vynálezu byl vyroben v roce 2010 ve Výzkumném ústavu meliorací a ochrany půdy v.v.i., Praha, CZ, a byl připojen na meteorologickou stanicí fy Fiedler-Mágr České Budějovice, CZ.The rain simulator for the measuring systems according to the invention was manufactured in 2010 at the Research Institute of Soil Rehabilitation and Soil Protection, Prague, CZ, and was connected to the Fiedler-Mágr weather station České Budějovice, CZ.
Vymezovací válec £ je tvořen nerezovým prstencem vnitřní světlosti 100 mm, výšky 50 mm (F=78,5 cm2) a do půdy je zarážený pomocí soustruženého nástavce a kladiva - viz Obr. 3. Mezikružím je k válci £ připevněn nastavitelný hladinový hrot 2, vyrobený z nerezového šroubu M4.The spacer roller is formed by a stainless steel ring of internal diameter 100 mm, height 50 mm (F = 78.5 cm 2 ) and is driven into the soil by a turning adapter and a hammer - see Fig. 3. An adjustable level tip 2, made of stainless steel screw M4, is attached to the cylinder 6 by a ring.
Funkci dávkovači jednotky 4 vody plní elektromagnetické dávkovači čerpadlo IWAKI model HRP-54H-1P2 (vestavné horizontální s pulzním ovládáním, s napájecím napětím 12 V, s digitálně řízeným rozsahem zdvihů až do 720 zdvihů.min1, což reprezentuje maximální průtok 38ml.min', který v návaznosti na infiltrační plochu 78,5 cm2 odpovídá minutovému úhrnuThe IWAKI model HRP-54H-1P2 (built-in horizontal with pulse control, 12 V supply voltage, digitally controlled stroke range up to 720 strokes / min ) , representing a maximum flow rate of 38 ml.min ' , which in relation to the infiltration area of 78.5 cm 2 corresponds to the minute total
-4CZ 307090 B6-4GB 307090 B6
4,8 mm). Rozvod vody 11 je řešen průhlednou PE hadičkou průměru 6 mm, případné mechanické nečistoty ze zdroje 5 vody jsou zachyceny Pe filtrem sacího koše. Elektronická část řídicí jednotky 6 je založena na napěťově řízeném frekvenčním generátoru o výkonu až do 12 Hz a detektoru hladiny 10 (obojí dle zapojení obvodu NE555) a na soustavě logických elektronických obvodů - hradel. Příkaz k začátku měření generuje relé universální záznamové a řídicí jednotky 6 M4016-G telemetrické stanice ťy. Fiedler-Mágr po vyhodnocení příchozí SMS zprávy nebo na základě vyhodnocené informace o začátku deště. Táž jednotka 6 plní úlohu dataloggeru 7 navíc s funkcí dálkového přenosu naměřených dat na internetový server. Celá měřicí souprava je napájena společným bezúdržbovým gelovým akumulátorem 12 V/9 Ah.4.8 mm). The water distribution 11 is solved by a transparent PE hose of 6 mm diameter, any mechanical impurities from the water source 5 are captured by the Pe filter of the suction basket. The electronic part of the control unit 6 is based on a voltage-controlled frequency generator up to 12 Hz and a level 10 detector (both according to the NE555 circuit) and a logic electronic circuit - gate. The measurement start command is generated by the M4016-G Universal Recording and Controller Relay 6 of the telemetry station. Fiedler-Mágr after evaluation of incoming SMS message or based on evaluated information about the beginning of rain. The same unit 6 performs the role of a data logger 7 in addition to the remote data transmission function to the Internet server. The whole measuring set is powered by a common maintenance-free gel accumulator 12 V / 9 Ah.
Pokud je použita obecná empirická rovnice Duba a Němce (Dub O., Němec J. a kol. 1969: Hydrologie. SNTL Praha) pro vztah mezi trváním, intenzitou a periodicitou deštěIf the general empirical equation Duba and Němec (Dub O., Němec J. et al. 1969: Hydrology, SNTL Prague) is used for the relationship between the duration, intensity and periodicity of rain
Hs = [ a . log(t) + b ]. Nn a jsou do ní dosazeny parametry např. pro stanici Hamry (okr. Chrudim):H s = [a. log (t) + b]. N n and the parameters are set eg for the Hamry station (Chrudim district):
a = 8,86; b = 1,8; n = 0,22; a postupně časy t [min] = 2, 5, 10, 15, 30, potom popsané konstrukční řešení simulátoru deště pro měřicí systémy je podle uvedeného vztahu schopno simulovat následující kritické deště:a = 8.86; b = 1.8; n = 0.22; and successively times t [min] = 2, 5, 10, 15, 30, then the described rain simulator design solution for measuring systems is able to simulate the following critical rains according to the given relation:
Hs = 9 mm pro t = 2 min a tomu odpovídající dobu opakování N=20 letH s = 9 mm for t = 2 min and the corresponding repetition time N = 20 years
Hs = 22 mm pro t = 5 min a opakování N=100 letH s = 22 mm for t = 5 min and repeat N = 100 years
Hs = 42 mm pro t = 10 min a opakování N=500 letH s = 42 mm for t = 10 min and repetition N = 500 years
Hs = 65 mm pro t = 15 min a opakování N=2000 letH s = 65 mm for t = 15 min and repetition N = 2000 years
Hs = 113 mm pro t = 30 min a opakování N=10 000 let.H s = 113 mm for t = 30 min and repetition N = 10 000 years.
Realizovaná varianta simulátoru deště pro měřicí systémy podle vynálezu tedy umožňuje simulovat pro danou srážkoměmou stanici prakticky jakékoli kritické úhrny s libovolnou reálnou srovnatelnou periodicitou opakování (viz maximální intenzita zadešťování 4,8 mm.mm').Thus, the implemented rain simulator variant for the measuring systems according to the invention makes it possible to simulate virtually any critical totals for a given rainfall station with any real comparable repetition rate (see maximum sprinkling intensity 4.8 mm.mm -1).
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Řešení se týká simulátoru deště pro měřicí systémy pro měření infiltračního potenciálu půdy v terénu, v podmínkách aktuální meteorologické a hydropedologické situace. Z výsledků měření lze odvodit kritické parametry deště, který s danou pravděpodobností vyvolá na konkrétním stanovišti povrchový odtok, který je rizikový jednak z hlediska rozvoje erozních procesů, jednak z hlediska tvorby povodně na malém povodí. Zařízení lze průmyslově vyrábět buď jako autonomní čidlo automatických monitorovacích stanic nebo jako samostatné zařízení. Simulátor deště pro měřicí systémy sestává z jedné nebo několika infiltračních výtopových jednotek podle účelu použití.The solution concerns a rain simulator for measuring systems for measuring the infiltration potential of soil in the field, under the conditions of the current meteorological and hydropedological situation. From the results of measurements it is possible to deduce the critical parameters of rain, which with a given probability will cause a surface runoff at a particular habitat, which is risky both in terms of the development of erosion processes and in terms of flood formation in small catchment areas. The equipment can be manufactured either as an autonomous sensor of automatic monitoring stations or as a stand-alone device. The rain simulator for measuring systems consists of one or more infiltration heating units depending on the application.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2011-245A CZ307090B6 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | A rain simulator for measuring systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2011-245A CZ307090B6 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | A rain simulator for measuring systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2011245A3 CZ2011245A3 (en) | 2012-12-12 |
CZ307090B6 true CZ307090B6 (en) | 2018-01-10 |
Family
ID=47323750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2011-245A CZ307090B6 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | A rain simulator for measuring systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ307090B6 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ305517B6 (en) * | 2013-10-23 | 2015-11-11 | Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. | Permeameter with proportioning pump |
CN104730224B (en) * | 2015-04-21 | 2016-08-24 | 中国矿业大学 | Under land in gully, coal mining is to the experimental provision of earth's surface runoff influence and method |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52458A (en) * | 1976-06-17 | 1977-01-05 | Hiyoshi Tatsuno | Liquid level gauge |
JPS5575709A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-07 | Hitachi Ltd | Sand sedimentation basin controller |
JPS5855733A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Hitachi Ltd | Tank abnormality detection device |
JPS58129340A (en) * | 1982-01-29 | 1983-08-02 | Toshiba Corp | Leakage detector |
JPS63175742A (en) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | Mizushigen Kaihatsu Kodan | Constant head type instrument for measuring water permeability |
JPS6443727A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Fujita Corp | Water level fluctuation detector |
JPH10281853A (en) * | 1997-04-08 | 1998-10-23 | Miura Co Ltd | Container for detecting water level of boiler |
JP2000055304A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-22 | Toshiyuki Kosaka | Water supplying device |
US6367096B1 (en) * | 2001-01-25 | 2002-04-09 | Niccole Family Trust | Toilet leak detector and overflow control |
JP2003035270A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Awamura Mfg Co Ltd | Apparatus and method for predicting and calculating the amount of inflow liquid below the lower limit liquid level of pump equipment |
CN201242521Y (en) * | 2008-08-20 | 2009-05-20 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | Apparatus for measuring soil pervasion parameter |
CN201514237U (en) * | 2009-10-16 | 2010-06-23 | 华南理工大学 | Apparatus for Measuring Seepage Flow of Reservoir Dam |
-
2011
- 2011-04-27 CZ CZ2011-245A patent/CZ307090B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52458A (en) * | 1976-06-17 | 1977-01-05 | Hiyoshi Tatsuno | Liquid level gauge |
JPS5575709A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-07 | Hitachi Ltd | Sand sedimentation basin controller |
JPS5855733A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Hitachi Ltd | Tank abnormality detection device |
JPS58129340A (en) * | 1982-01-29 | 1983-08-02 | Toshiba Corp | Leakage detector |
JPS63175742A (en) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | Mizushigen Kaihatsu Kodan | Constant head type instrument for measuring water permeability |
JPS6443727A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Fujita Corp | Water level fluctuation detector |
JPH10281853A (en) * | 1997-04-08 | 1998-10-23 | Miura Co Ltd | Container for detecting water level of boiler |
JP2000055304A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-22 | Toshiyuki Kosaka | Water supplying device |
US6367096B1 (en) * | 2001-01-25 | 2002-04-09 | Niccole Family Trust | Toilet leak detector and overflow control |
JP2003035270A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Awamura Mfg Co Ltd | Apparatus and method for predicting and calculating the amount of inflow liquid below the lower limit liquid level of pump equipment |
CN201242521Y (en) * | 2008-08-20 | 2009-05-20 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | Apparatus for measuring soil pervasion parameter |
CN201514237U (en) * | 2009-10-16 | 2010-06-23 | 华南理工大学 | Apparatus for Measuring Seepage Flow of Reservoir Dam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2011245A3 (en) | 2012-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109164509B (en) | Intelligent rainwater system based on runoff simulation and multi-sensor monitoring and operation method | |
CN104374894B (en) | Small watershed different geomorphologic units water erosion process fine analog test method | |
CN103559775B (en) | Urban Flood Waterlogging early warning system and method | |
CN107843713B (en) | Artificial rainfall simulation method for debris flow start-up test | |
CN102590474B (en) | Fine water erosion simulation test device for slope channel system, and test method for fine water erosion simulation test device | |
CN102539642B (en) | Simulation testing system of water circulation process under human activity disturbance conditions | |
Grismer | Standards vary in studies using rainfall simulators to evaluate erosion | |
CN104502563A (en) | Rainfall type landslide disaster simulation test system | |
CN104596736A (en) | Rainfall water simulation system and method | |
AU2020102166A4 (en) | Intelligent black soil slope farmland erosion self-feedback system and implementation method thereof | |
CN107610577B (en) | Hydrological cycle simulation experiment system and experiment method | |
CN206832320U (en) | Full-automatic steaming and permeating detecting gully water level control and metering device | |
CN107843714B (en) | Artificial rainfall simulation device for debris flow test | |
CN108169100A (en) | A kind of device and assay method of in-site detecting rainfall infiltration parameter | |
Sangüesa et al. | A rainfall simulator for the in situ study of superficial runoff and soil erosion | |
CN103392567A (en) | Three-dimensional green wall irrigation system | |
CN108387502A (en) | A kind of monitoring device, monitoring system and the monitoring method of sponge urban facilities | |
CZ307090B6 (en) | A rain simulator for measuring systems | |
CN205404398U (en) | Simulation test device that bituminous paving blocks up influences heavy metal pollution in runoff that permeates water | |
Griffith et al. | The North Wyke Farm Platform: methodologies used in the remote sensing of the quantity and quality of drainage water | |
CN1793908A (en) | Rainfall regulation and control experiment research device and experimental method | |
KR101748197B1 (en) | Multipurpose Pipe device for Efficient Monitoring in Unit Block LID Facility | |
CZ23245U1 (en) | Continuous infiltrometer | |
Juras et al. | A portable simulator for investigating rain-on-snow events | |
Hatiye et al. | Study of deep percolation in paddy fields using drainage-type lysimeters under varying regimes of water application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230427 |