本發(fā)明涉及一種室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存系統(tǒng)和方法，是一種水文實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)和方法，是一種用于泥土坡面的水沙自動(dòng)計(jì)量的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

水土流失過(guò)程觀測(cè)實(shí)驗(yàn)是開(kāi)展水土保持研究、水土流失治理，以及生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治等研究、設(shè)計(jì)工作中獲取參數(shù)的重要實(shí)驗(yàn)手段。實(shí)驗(yàn)通常是在人工降雨區(qū)域中設(shè)置一個(gè)傾斜的土槽，土槽中填埋土壤，這些土壤來(lái)自于被研究區(qū)域，土槽的下游中間部位設(shè)出水口。其徑流泥沙過(guò)程監(jiān)測(cè)主要采用等量分流原理進(jìn)行基于次降雨過(guò)程的監(jiān)測(cè)。即在土槽的出水口位置布設(shè)取樣桶，通過(guò)人工間隔一定時(shí)間取一次水樣并記錄取樣時(shí)間，計(jì)算水量和徑流泥沙過(guò)程。這種傳統(tǒng)取樣方式采取人工取樣，這需要大量的人工和反復(fù)重復(fù)的動(dòng)作，實(shí)驗(yàn)操作、計(jì)時(shí)等會(huì)出現(xiàn)較大誤差，但在實(shí)際中，人工換桶往往不能十分準(zhǔn)確的把握接水的準(zhǔn)確性。盡管可以采用多個(gè)土槽同時(shí)實(shí)驗(yàn)的方式，同時(shí)取多個(gè)水樣，再進(jìn)行平均處理，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差，但這樣做就會(huì)增加實(shí)驗(yàn)的成本。如何提高實(shí)驗(yàn)的精度，并且將科研人員從繁復(fù)的取樣工作中解放出來(lái)，提高工作效率，是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存系統(tǒng)和方法。所述的系統(tǒng)和方法通過(guò)自動(dòng)化取樣和保存，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需人力干涉的取樣和計(jì)量，提高測(cè)量精度并節(jié)省了人力。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存系統(tǒng)，包括：取樣子系統(tǒng)、樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、清理子系統(tǒng)；所述的取樣子系統(tǒng)包括：多個(gè)環(huán)繞在根據(jù)取水狀況而間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形取樣履帶周?chē)娜油?，所述的取樣桶通過(guò)自動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)與環(huán)形取樣履帶連接；所述的取樣子系統(tǒng)還設(shè)有與土槽徑流出水口管道連接的取樣口，所述的取樣口對(duì)準(zhǔn)一個(gè)取樣桶的上口并設(shè)有初測(cè)水位計(jì)，所述的初測(cè)水位計(jì)與控制子系統(tǒng)電連接，所述的控制子系統(tǒng)與帶動(dòng)環(huán)形取樣履帶運(yùn)行的電機(jī)連接，所述的控制子系統(tǒng)中設(shè)有計(jì)算取樣桶取樣時(shí)間的計(jì)時(shí)器和一場(chǎng)降雨取樣次數(shù)的計(jì)次器；所述的樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)為設(shè)有蛇形軌道的樣品存儲(chǔ)區(qū)，所述的蛇形軌道起點(diǎn)設(shè)在一個(gè)取樣桶的停止位上，所述的蛇形軌道起點(diǎn)設(shè)有環(huán)形存儲(chǔ)履帶。

進(jìn)一步的，所述的取樣桶為上部為倒圓臺(tái)，下部為圓柱形，底部設(shè)有活門(mén)，圓柱部分設(shè)有至少兩個(gè)卡固環(huán)。

進(jìn)一步的，所述的取樣桶的圓臺(tái)部分設(shè)有與軌道相配合的凹弧形卡固槽。

進(jìn)一步的，所述的清理子系統(tǒng)包括：設(shè)置在一個(gè)取樣桶停止位上的可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)和自動(dòng)沖洗器。

進(jìn)一步的，所述的自動(dòng)清洗器包括：與供水管道連接的沖洗泵管，所述的沖洗泵與能夠自動(dòng)伸縮的噴頭連接。

一種使用上述系統(tǒng)的室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存的方法，所述的方法的步驟如下：

啟動(dòng)自動(dòng)控制子系統(tǒng)的步驟：開(kāi)啟人工降雨時(shí)，同時(shí)開(kāi)啟自動(dòng)控制子系統(tǒng)；

取樣的步驟：土槽產(chǎn)生徑流時(shí)，徑流經(jīng)過(guò)取樣口流入第一個(gè)取樣桶，初測(cè)水位計(jì)以至少50次/秒的頻率計(jì)量取樣桶中的水位，控制子系統(tǒng)開(kāi)始記錄出水口產(chǎn)流時(shí)間計(jì)時(shí)，當(dāng)取樣桶中的水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制子系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)并驅(qū)動(dòng)環(huán)形取樣履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，使下一個(gè)取樣桶進(jìn)入取樣口下方，進(jìn)入下一輪取樣，如此循環(huán)往復(fù)，控制子系統(tǒng)不斷的記錄取樣桶的取樣次數(shù)和出水口產(chǎn)流時(shí)間，作為計(jì)量徑流量、含沙量的依據(jù)；

選擇存儲(chǔ)水樣的步驟：根據(jù)觀測(cè)需求依據(jù)設(shè)定間隔或者隨機(jī)抽取取樣桶送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；

清洗的步驟：沒(méi)有被選中存儲(chǔ)的取樣桶沿環(huán)形取樣履帶進(jìn)入清洗區(qū)，打開(kāi)取樣桶底部活門(mén)，放出取樣桶中的水和泥沙，可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)夾住取樣桶并震動(dòng)，開(kāi)啟沖洗泵，噴頭伸出對(duì)取樣桶進(jìn)行清洗，清洗后取樣桶隨環(huán)形取樣履帶繼續(xù)前行，準(zhǔn)備下一次取樣；

實(shí)驗(yàn)結(jié)束的步驟：關(guān)閉人工降雨后，控制子系統(tǒng)收到降雨停止的信號(hào)，控制子系統(tǒng)根據(jù)徑流狀況適時(shí)停止運(yùn)行，進(jìn)入待機(jī)，如果繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)則再次進(jìn)入工作狀態(tài)，如果停止實(shí)驗(yàn)則進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)設(shè)置循環(huán)使用的取樣桶，取樣桶通過(guò)環(huán)形取樣履帶不斷的對(duì)土槽中所產(chǎn)生的徑流進(jìn)行取樣，并記錄取樣次數(shù)，同時(shí)按設(shè)定間隔或隨機(jī)選擇抽取取樣桶進(jìn)行儲(chǔ)存，以便之后的研究，整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)完全無(wú)人化的自動(dòng)取樣和自動(dòng)抽樣，經(jīng)過(guò)對(duì)取樣次數(shù)的計(jì)量可以精確的計(jì)算出土槽徑流泥沙量，實(shí)現(xiàn)對(duì)土槽中徑流泥沙過(guò)程的完全自動(dòng)化取樣和存儲(chǔ)樣品，大大減少了人員工作量，節(jié)約了人力和實(shí)驗(yàn)成本。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一所述取樣子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一所述的蛇形軌道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二所述的取樣桶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例三所述的帶凹弧的取樣桶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例五所述的清洗子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

本實(shí)施例是一種室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存系統(tǒng)，如圖1、2、3所示。本實(shí)施例包括：取樣子系統(tǒng)1、樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)2、控制子系統(tǒng)3、清洗子系統(tǒng)4，見(jiàn)圖1。所述的取樣子系統(tǒng)包括：多個(gè)環(huán)繞在根據(jù)取水狀況而間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形取樣履帶周?chē)娜油埃龅娜油巴ㄟ^(guò)自動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)與環(huán)形取樣履帶連接；所述的取樣子系統(tǒng)還設(shè)有與土槽徑流出水口管道連接的取樣口101，所述的取樣口對(duì)準(zhǔn)一個(gè)取樣桶102的上口并設(shè)有初測(cè)水位計(jì)103，所述的初測(cè)水位計(jì)與控制子系統(tǒng)電連接，所述的控制子系統(tǒng)與帶動(dòng)環(huán)形取樣履帶104運(yùn)行的電機(jī)連接（如圖2所示，由于做圖的限制圖2中只畫(huà)出了一個(gè)取樣桶，實(shí)際中應(yīng)當(dāng)有多個(gè)取樣桶圍繞在環(huán)形取樣履帶周?chē)?，所述的控制子系統(tǒng)中設(shè)有取樣桶取樣時(shí)間的計(jì)時(shí)器和一場(chǎng)降雨取樣次數(shù)的計(jì)次器；所述的樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)為設(shè)有蛇形軌道201（如圖3所示）的樣品存儲(chǔ)區(qū)202，所述的蛇形軌道起點(diǎn)設(shè)在一個(gè)取樣桶的停止位上，所述的蛇形軌道起點(diǎn)設(shè)有存儲(chǔ)環(huán)形履帶203。

本實(shí)施例所述的土槽是一種傾斜的槽體，槽體中填埋了實(shí)驗(yàn)用的土壤，形成帶有坡面的土壤實(shí)驗(yàn)區(qū)。傾斜槽體的上端設(shè)置產(chǎn)生水流的機(jī)構(gòu)，以使水流從坡頂流下來(lái)，形成水流對(duì)坡面土壤的模擬沖刷。也可以不設(shè)置產(chǎn)生水流的機(jī)構(gòu)，而是使用人工降雨的方式，產(chǎn)生徑流，模擬雨水對(duì)土壤坡面的作用。槽體的下端設(shè)置接收徑流的結(jié)構(gòu)，將所有在坡面上人工降雨的雨水都要收集在一起，通過(guò)管道輸出。本實(shí)施例則是將這些收集的人工降雨的雨水，包括坡面產(chǎn)生的徑流和直接降下的雨水，一起計(jì)量，得到坡面徑流和侵蝕泥沙過(guò)程的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例所述的取樣子系統(tǒng)是一套接水和計(jì)量徑流量的機(jī)構(gòu)，這套機(jī)構(gòu)的主體是一條環(huán)形取樣履帶，有多個(gè)取樣桶，各個(gè)取樣桶當(dāng)上口密集并排排列，一個(gè)接一個(gè)，以便能夠?qū)⑷涌诹鞒龅乃魍耆占?，盡量不灑出取樣桶之外。

環(huán)形取樣履帶由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，能夠產(chǎn)生間歇的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)取樣桶被徑流裝滿后，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)環(huán)形取樣履帶運(yùn)動(dòng)一段，將另一個(gè)取樣桶放在出水下方，繼續(xù)收集取樣，環(huán)形取樣履帶不斷的間歇運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)個(gè)取樣桶不斷的在出水口下面接水，形成計(jì)量水量和泥沙的功能。

環(huán)形取樣履帶上設(shè)有卡鉤，卡鉤與取樣桶上的卡固環(huán)結(jié)合，形成環(huán)形取樣履帶與取樣桶的連接機(jī)構(gòu)。取樣桶需要與環(huán)形取樣履帶脫離時(shí)，可以采用環(huán)形取樣履帶下降，取樣桶被托起，卡鉤與卡固環(huán)脫離，取樣桶和環(huán)形取樣履帶脫離。

取樣口上可以設(shè)置水位計(jì)，計(jì)量取樣桶中水位的高度，達(dá)到一定的高度后，水位計(jì)即通知控制子系統(tǒng)，控制子系統(tǒng)則控制環(huán)形取樣履帶運(yùn)動(dòng)，使正在接水的取樣桶移開(kāi)，換一個(gè)空取樣桶繼續(xù)接水。水位計(jì)可以采用超聲波水位計(jì)，或其他能夠輸出電信號(hào)的水位測(cè)量傳感器。

取樣桶的形狀為倒圓臺(tái)形和圓柱體結(jié)合。圓臺(tái)上端直徑d1，下端直徑d2，下端接h2高度的圓柱形，圓臺(tái)體部分高度h3。上端1/5位置設(shè)內(nèi)凹弧形卡固槽，下端設(shè)鉸鏈與底連接和密封，并實(shí)現(xiàn)在傳動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)與環(huán)形取樣履帶的卡固和底部密封。步進(jìn)電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)環(huán)形取樣履帶做圓周運(yùn)動(dòng)。環(huán)形取樣履帶每隔50cm設(shè)取樣桶卡固槽，環(huán)形取樣履帶直段1m長(zhǎng)，弧段為直徑1m的半圓。超聲初測(cè)水位計(jì)用于監(jiān)測(cè)取樣桶內(nèi)水面高度，由控制系統(tǒng)高頻率讀取水位數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)定水位，立即控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)形取樣履帶結(jié)束取樣。同時(shí)準(zhǔn)備下一次的取樣。

取樣桶也可以是其他形狀，如圓柱形，或多邊棱柱形等。

樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)的作用是存儲(chǔ)一些在取樣過(guò)程中隨機(jī)抽取的取樣桶作為樣品存儲(chǔ)下來(lái)，以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析。樣品存儲(chǔ)子系統(tǒng)利用取樣桶上部的內(nèi)凹弧形卡固槽和導(dǎo)軌進(jìn)行緊密排列和傳動(dòng)。取樣前在準(zhǔn)備區(qū)呈蛇形緊密排列，取樣后在儲(chǔ)存區(qū)蛇形緊密排列。蛇形排布是增加軌道的多個(gè)轉(zhuǎn)彎，在相對(duì)小的空間內(nèi)盡量存儲(chǔ)更多的取樣桶。

清洗子系統(tǒng)的作用是將不打算存儲(chǔ)的取樣桶排出其中的水和泥沙，作為下一輪取樣使用。當(dāng)取樣桶隨環(huán)形取樣履帶達(dá)到清洗位置的時(shí)候，打開(kāi)取樣桶底蓋，并進(jìn)行其內(nèi)壁下2/3部位的一次往復(fù)清洗。清洗子系統(tǒng)包括儲(chǔ)水箱、水泵、導(dǎo)水管、由電機(jī)帶動(dòng)伸縮的噴頭。水泵可以連接人工降雨設(shè)備的儲(chǔ)水箱，作為水源，利用水泵增加水壓，使噴頭噴射水流清洗取樣桶下2/3區(qū)域。在電機(jī)的帶動(dòng)下循環(huán)往復(fù)幾次，將取樣桶清洗干凈，完畢后稱(chēng)重待用。為清洗干凈，清洗子系統(tǒng)可以設(shè)置超聲波振動(dòng)器，帶動(dòng)清洗中的取樣桶震動(dòng)，將取樣桶中的泥沙和水完全清除。

控制子系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能的電子設(shè)備，可以是普通pc電腦，或者是工控計(jì)算機(jī)，或是嵌入式系統(tǒng)等?？刂谱酉到y(tǒng)可以與人工降雨設(shè)備電連接，降雨設(shè)備沒(méi)有開(kāi)啟的時(shí)候，也就是沒(méi)有人工降雨的情況下，控制子系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)人工降雨設(shè)備開(kāi)始降雨時(shí)，向控制子系統(tǒng)發(fā)出降雨開(kāi)始的信息，開(kāi)啟控制子系統(tǒng)。也可以使控制子系統(tǒng)連接一個(gè)降雨傳感器，在人工降雨開(kāi)始后，降雨傳感器獲得了降雨的信息，而啟動(dòng)控制子系統(tǒng)。

控制子系統(tǒng)除了控制環(huán)形取樣履帶和環(huán)形存儲(chǔ)履帶的運(yùn)行外，還要記錄降雨開(kāi)始時(shí)間t1、降雨強(qiáng)度i、降雨量p，監(jiān)測(cè)小區(qū)出水口出流時(shí)間t2，取樣桶接取水樣開(kāi)始時(shí)間t3、結(jié)束時(shí)間t4。控制超聲換能器對(duì)取樣桶內(nèi)水樣進(jìn)行超聲震動(dòng)。記錄復(fù)測(cè)水位計(jì)測(cè)定的取樣桶內(nèi)水深h1。記錄取樣桶+水樣重量m總?？刂拼蜷_(kāi)取樣桶底板，排空取樣桶?？刂萍訅罕煤臀⑿颓逑磭婎^往復(fù)清洗取樣桶。記錄取樣桶重量m桶。根據(jù)公式計(jì)算清水量、泥沙量、含沙量。根據(jù)設(shè)定值控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)間隔取樣或根據(jù)降雨強(qiáng)度加密取樣。

由于整個(gè)系統(tǒng)帶有多種電子設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備，為防止人工降雨中將電子設(shè)備打濕而發(fā)生故障，可以設(shè)置防雨箱體。防雨箱體材質(zhì)為塑料或不銹鋼，并在四個(gè)側(cè)面中部設(shè)百葉窗結(jié)構(gòu)通風(fēng)窗。箱體一側(cè)上部設(shè)自動(dòng)控制裝置的防雨控制面板。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一關(guān)于取樣桶的細(xì)化。本實(shí)施例所述的取樣桶的上部為倒圓臺(tái)1021，下部為圓柱形1022，底部設(shè)有活門(mén)1023，圓柱部分設(shè)有至少兩個(gè)卡固環(huán)1024，如圖4所示。

取樣桶可以采用不銹鋼或高強(qiáng)度塑料制作?；铋T(mén)可以采用電磁開(kāi)關(guān)控制打開(kāi)和關(guān)閉?？ü汰h(huán)的作用與環(huán)形取樣履帶的卡鉤1041配合，卡鉤鉤在卡固環(huán)上，環(huán)形取樣履帶就可以帶動(dòng)取樣桶運(yùn)行?？ü凯h(huán)可以設(shè)置2-4個(gè)，多設(shè)置卡箍環(huán)，可以使環(huán)形取樣履帶與取樣桶結(jié)合得更加穩(wěn)固，但卡箍環(huán)過(guò)多也會(huì)使系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，容易產(chǎn)生故障。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例是上述實(shí)施例的改進(jìn)，是上述實(shí)施例關(guān)于取樣桶的細(xì)化。本實(shí)施例所述的取樣桶的圓臺(tái)部分設(shè)有與軌道105相配合的凹弧形卡固槽1025，如圖5。

凹弧形卡箍槽的作用是與軌道配合，軌道嵌在凹槽中，使取樣桶能夠沿軌道滑動(dòng)。環(huán)形取樣履帶下落機(jī)構(gòu)能夠使環(huán)形取樣履帶上下移動(dòng)（如圖5中箭頭方向），使環(huán)形取樣履帶與取樣桶結(jié)合與分離。當(dāng)需要抽樣時(shí)，環(huán)形取樣履帶下落，使環(huán)形取樣履帶上的卡鉤與取樣桶上的卡固環(huán)脫離，取樣桶滑入軌道中，軌道與取樣桶上的凹槽嵌合，有環(huán)形存儲(chǔ)履帶將嵌入軌道的取樣桶帶走。

實(shí)施例四：

本實(shí)施例是上述實(shí)施例的改進(jìn)，是上述實(shí)施例關(guān)于清洗子系統(tǒng)的細(xì)化。本實(shí)施例所述清洗子系統(tǒng)包括：設(shè)置在一個(gè)取樣桶停止位上的可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)107和自動(dòng)沖洗器，如圖6所示。

可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)的作用是：當(dāng)取樣桶的活門(mén)打開(kāi)的時(shí)候，取樣桶中的水和泥沙流出取樣桶，為了清理干凈，可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)合上（圖6中箭頭方向），卡住取樣桶，并開(kāi)始震動(dòng)，將粘在取樣桶中的水和泥沙震動(dòng)落下，配合自動(dòng)清洗器將取樣桶清洗干凈。

實(shí)施例六：

本實(shí)施例是實(shí)施例上述實(shí)施例的改進(jìn)，是上述實(shí)施例關(guān)于自動(dòng)清洗器的細(xì)化。本實(shí)施例所述的自動(dòng)清洗器包括：與供水管道連接的沖洗泵401，所述的沖洗泵與能夠自動(dòng)伸縮的噴頭402連接，如圖6所示。

自動(dòng)清洗器的作用是通過(guò)加壓的水柱將取樣桶中的泥沙清理干凈，水柱的壓力由水泵提供，水源可以從人工降雨設(shè)備所使用的水源中提取，通過(guò)水泵加壓后，有噴頭噴出。噴頭安裝在能夠自動(dòng)伸縮的管子上，使噴頭可以伸縮旋轉(zhuǎn)，對(duì)取樣桶內(nèi)壁的上下左右進(jìn)行全面的沖洗。

實(shí)施例七：

本實(shí)施例是一種使用上述系統(tǒng)的室內(nèi)土槽試驗(yàn)徑流泥沙連續(xù)取樣保存的方法，所述的方法的步驟如下：

（一）啟動(dòng)自動(dòng)控制子系統(tǒng)的步驟：開(kāi)啟人工降雨時(shí)，同時(shí)開(kāi)啟自動(dòng)控制子系統(tǒng)。

由于人工降雨設(shè)備的降雨即能夠模擬自然降雨開(kāi)始時(shí)的逐步增加降雨量，也可以直接開(kāi)啟至實(shí)驗(yàn)要求的降雨量，因此，開(kāi)啟降雨的取樣和保存系統(tǒng)將應(yīng)當(dāng)直接進(jìn)入取樣和保存的工作狀態(tài)，以便應(yīng)對(duì)人工降雨設(shè)備的任何降雨開(kāi)啟狀態(tài)。

（二）取樣的步驟：土槽產(chǎn)生徑流時(shí)，徑流經(jīng)過(guò)取樣口流入第一個(gè)取樣桶，初測(cè)水位計(jì)以至少50次/秒的頻率計(jì)量取樣桶中的水位，控制子系統(tǒng)開(kāi)始記錄出水口產(chǎn)流時(shí)間計(jì)時(shí)，當(dāng)取樣桶中的水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制子系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)并驅(qū)動(dòng)環(huán)形取樣履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，使下一個(gè)取樣桶進(jìn)入取樣口下方，進(jìn)入下一輪取樣，如此循環(huán)往復(fù)，控制子系統(tǒng)不斷的記錄取樣桶的取樣次數(shù)和出水口產(chǎn)流時(shí)間，作為計(jì)量徑流量、含沙量的依據(jù)。

取樣的過(guò)程必須十分的精確，因此，在取樣的時(shí)候通過(guò)水位計(jì)測(cè)量取樣桶中的水位，一旦達(dá)到了要求的高度，離開(kāi)啟動(dòng)取樣環(huán)形取樣履帶，更換取水的取樣桶。由于取樣桶中的水和泥沙量將在下面精確計(jì)量，因此，只要計(jì)量取樣桶更換的次數(shù)，就可以精確的計(jì)算出徑流量。

設(shè)定值是預(yù)先設(shè)置的一個(gè)水位值，正常水位值比取樣桶的高度略低，這樣就會(huì)使取樣后取樣桶中的水位略低于取樣桶的上緣，樣品就可以十分穩(wěn)定的保留掉了取樣桶中，不會(huì)因?yàn)槿油暗囊苿?dòng)而晃出取樣桶中。但這個(gè)水位值也不能太低，太低則影響取樣效率，一般在80-90%的取樣桶高度為宜。

（三）選擇存儲(chǔ)水樣的步驟：根據(jù)觀測(cè)需求依據(jù)設(shè)定間隔或者隨機(jī)抽取取樣桶送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定一定間隔抽取一些取樣桶，作為標(biāo)本，放入存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)，以便在之后的分析中使用。由于存儲(chǔ)器容量有限，一般可以選擇環(huán)形取樣履帶轉(zhuǎn)一周抽取一個(gè)或幾個(gè)取樣桶。也可以隨機(jī)的抽取一些取樣桶，連帶其中的水和泥沙一起儲(chǔ)存，以便降雨后進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

（四）清洗的步驟：沒(méi)有被選中存儲(chǔ)的取樣桶沿環(huán)形取樣履帶進(jìn)入清洗區(qū)，打開(kāi)取樣桶底部活門(mén)，放出取樣桶中的水和泥沙，可開(kāi)合震動(dòng)環(huán)夾住取樣桶并震動(dòng)，開(kāi)啟沖洗泵，噴頭伸出對(duì)取樣桶進(jìn)行清洗，清洗后取樣桶隨環(huán)形取樣履帶繼續(xù)前行，準(zhǔn)備下一次取樣。

抽取一些樣品儲(chǔ)存后，其他不需要的水和泥沙就倒掉，并清理取樣桶中的泥沙，以便下一次取樣。

（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)束的步驟：關(guān)閉人工降雨后，控制子系統(tǒng)收到降雨停止的信號(hào)，控制子系統(tǒng)根據(jù)徑流狀況適時(shí)停止運(yùn)行，進(jìn)入待機(jī)，如果繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)則再次進(jìn)入工作狀態(tài)，如果停止實(shí)驗(yàn)則進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)人工降雨設(shè)備關(guān)閉時(shí)，同時(shí)控制子系統(tǒng)也獲得了降雨停止的信息，由于徑流是有滯后的，因此，取樣系統(tǒng)不能離開(kāi)關(guān)閉，而是應(yīng)當(dāng)再延續(xù)工作一段時(shí)間，直到徑流完全停止。

最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳布置方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案（比如與人工降雨設(shè)備的連接、取樣桶的形式、取樣過(guò)程、系統(tǒng)的總體構(gòu)成等）進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。