一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置和測量方法
2023-06-04 05:43:21 2
專利名稱：一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置和測量方法
技術領域：
本發明涉及一種測量土壤入滲性能的裝置和方法，特別是涉及一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置和測量方法。
背景技術：
土壤水分入滲是指水分進入土壤的過程，是田間水分循環的重要部分。土壤入滲性能在實踐中很重要，它決定了雨水或灌溉水進入土壤的速度，以及暴雨期間土表產生徑流的數量和發生土壤侵蝕的危險程度。如土壤入滲性能很小，植物根層的水分收支將受到影響。要管理好田間土壤的水分狀況，有關土壤入滲性能及其與土壤性質等的定量關係很重要。
土壤對水的入滲能力常用入滲率來衡量，有時也用累計入滲量衡量。
入滲率是土壤通過地表接受水分的通量，即單位時間通過單位面積入滲的水量，單位是mm/min，或cm/d。
累計入滲量是一定時段內通過單位面積進入土壤的總水量，單位是mm，或cm。入滲率i與累計入滲量I的關係為i=dIdt.]]>入滲過程中，最初的入滲率相對很大，隨時間的延長，入滲率逐漸降低，當入滲進行到某一時段後，入滲率穩定在一個比較固定的水平上，即達到穩定入滲率。穩定入滲率與土壤飽和導水率相等或相近。
目前為止，有很多測量土壤入滲率的直接或間接的方法，如雙環法、馬力奧-雙環法、模擬降雨法、圓盤入滲儀法等。但是這些方法各自還存在不足。
如文獻1Scott，H.Don，2000，Soil Physics，Iowa State University Press，Ames，和文獻2Aneau，J.L.J.，J.P.Bricquet，O.Planchon，C.Valentin.Soilcrusting and infiltration on steep slopes，in northern Thailand.EuropeanJournal of Soil Science，2003，54543-553.，以及文獻3Al-Qinna，M.I.，A.M.Abu-Awwad.Infiltration rate measurements inarid soils with surface crust.Irrigation Science，1998(1)83-89.中公開的技術在雙環入滲儀中，雙環是直徑不同的兩個同心圓環(用鋼板或硬塑料板做成，保證有足夠的剛度，以便打入土中而不使環變形)。實驗時，將兩個圓環同心的打入地表，然後注水於兩環內，內外保持固定水深，內環控制實驗面積，並附有測針做固定標記，外環的作用是防止內環下滲水流的旁滲。先採用定量加水法，記錄加水時距。後採用定時加水法，記錄內環加水數量和時距。外環同時加水，不計量，但注意內外環水面大致相等。用記錄的內環每單位時間加入的水量(體積)除以內環面積，就得到入滲率(mm/min)，再由各時刻的入滲率繪製入滲能力曲線。但是上述方法的不足在於不能用於坡地；在雙環入土時，對土壤結構有破壞，尤其是破壞表土，而且在試驗開始時，向雙環中加水時容易破壞表土結構，改變了土壤的性質，使測量出的入滲性能不能真實的反映被測土壤的性質；同時雙環入滲為有壓入滲；在初始階段受供水孔口過水能力的限制不能滿足充分供水的要求，不便定量研究土壤初始入滲過程。
再如文獻4Ogden，C.B.，H.M.van R.R.Schindelbeck.1997.Miniaturerain simulator for measurement of infiltration and runoff.Soil Sci.Soc.Am.J.611041-1043.和文獻5.坡地土壤降雨入滲性能的測量方法與計算模型，潘英華，西北農林科技大學博士學位論文50-66.中公開的技術模擬降雨法是依照天然降雨情況，人為的將水噴於實驗區內，在維持均勻不變的降雨強度的條件下，觀測實驗區地表徑流過程，從而分析出土壤入滲過程的一種方法。但是這種方法的不足在於因為供水不足而無法測量土壤的初始很高的入滲能力；當雨強較大時，又會破壞土壤結構。而且因為土壤的初始入滲率很大，模擬降雨方法同樣不可能達到充分的供水，因此也就不能測量出土壤的初始入滲性能。而且根據有關實驗，實驗過程中所需水量一般都超過2500L，用水量很大。
其它已知的方法如馬力奧-雙環法，是雙環法的改良，雖然在精度上較雙環法有了一定的提高，但裝置卻更加複雜，使它的應用尤其是野外使用仍然存在局限性。
綜上所述，已知的現有技術存在裝置複雜、實驗用水量太大、歷時較長等幾個方面的缺點，使這些方法在野外的實際應用上存在了很大的局限性。因此，現有技術就需要一種方便、快捷、準確的測量土壤的入滲性能的新裝置和方法。
本項研究的目的是1)提出一種方便、快捷、準確的測量土壤的入滲性能的線源水流入流新方法；2)構建由水流溼潤地表土壤面積隨時間的變化來估計土壤入滲性能的數學模型；3)開發滿足測量要求的測量系統；4)採用室內實驗說明實驗過程、記錄數據的方法、計算土壤入滲性能的方法；5)利用水量平衡原理分析該方法的測量誤差的過程。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術中存在的不足，從而提供一種方便、快捷、準確的測量土壤入滲性能的線源水流入流測量裝置和方法。
為了達到上述目的，本發明採取的技術方案如下一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置，如圖5所示，包括恆量供水容器1；布水器2，通過導管與所述供水容器1連接；土槽3，用於放置待測量的樣土；刻度尺4，固定在所述土槽3的側邊上，用於記錄水流在土槽3中地表上推進的過程；成像裝置5，通過一支架設置在坡面上方，用於對坡面水流在土壤表面的覆蓋面積成像記錄；進一步地，所述恆量供水容器1採用馬氏瓶。
進一步地，所述恆量供水容器1，放置在一調節裝置上，用於調節所述恆量供水容器1與所述布水器2之間的相對高度，用於調節供水流量。
進一步地，所述土槽3是採用金屬板或其他不透水材料製成的一面開放的六面體槽，其中用隔板將所述土槽3分成至少兩個小槽，每一個所述小槽的一端放置一個所述布水器2。
進一步地，所述布水器2的結構，如圖6所示，包括一個矩形的基板7；在所述基板7的兩側各粘結一塊擋板9以防止水從布水器2兩側滲漏；一個支撐板8固定在所述基板7的側邊，用於支撐所述基板7與樣土表面之間形成一個夾角；兩個條狀的透水條6平行於所述基板7的長邊粘到所述基板7上，並垂直於兩個所述擋板9的表面，其中第一透水條處於所述基板7的下邊並靠近樣土表面，第二透水條間隔一定距離處於第一透水條的上方；所述恆量供水容器1的導管的下端與所述布水器2的上邊沿的中間位置相接。
結合上述裝置，一種土壤入滲性能的線源入流測量方法，包括如下步驟1)將土樣風乾後過篩，並測定土樣初始含水率；
2)在土槽底部裝入一層細砂，以形成透水透氣性能較好的透水邊界，按天然容重將土樣裝入土槽，整個土槽的裝土深度小於土槽總深度的3-6cm；3)按照實際測量的需要，將土槽放置在需要的坡度；4)將準備好的布水器分別水平放置在土槽的上端的土壤表面，使布水器流出的水流儘可能均勻線性的分布在土樣坡面上，供水器粘有透水條一側保持水平地接觸到土槽中的土；當然，非均勻布水也不會影響測量結果，這同樣也保證了進入土壤中的是無壓水；5)將成像裝置安置好，用來記錄不同時刻水流在地表推進的面積；6)在實驗開始後每隔一段時間，讀出供水容器1的相應剩餘水量Qi，同時記錄下時間t，並用成像裝置5拍攝下該時刻的土壤溼潤面積情況；7)利用網格法處理所得到的成像圖片，得出上述時間段內分別對應的溼潤面積Ai。
8)按計算公式in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>(n＝1，2，……m；m為實驗過程中記錄時間的總次數)處理實驗結果得到不同時刻的土壤入滲率，其中qi為相鄰兩個時間間隔所記錄的Qi之差。
由於土壤的初始入滲率很大，因此在上述步驟6)中，一般在開始入滲的最初一段時間如半個小時內選擇的時間間隔短一些，如以一到五分鐘為間隔。這對提高實驗的精度比較有利。
利用該方法進行野外測量時，可以省略上述測量步驟的步驟2)、3)，即按照如下步驟測量1)測量土壤的初始含水率；2)將布水器水平放置到地表，使布水器流出的水流儘可能均勻線性的分布在坡面上，布水器粘有透水條一側保持水平地接觸到地表；當然，非均勻布水也不會影響測量結果，這同樣也保證了進入土壤中的是無壓水；3)將成像裝置安置好，用來記錄不同時刻水流在地表推進的面積；4)在實驗開始後每隔一段時間，讀出供水容器1的相應剩餘水量Qi，同時記錄下時間t，並用成像裝置5拍攝下該時刻的土壤溼潤面積情況；5)利用網格法處理所得到的成像圖片，得出上述時間段內分別對應的溼潤面積Ai。
6)按計算公式in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>(n＝1，2，……m；m為實驗過程中記錄時間的總次數)處理實驗結果得到不同時刻的土壤入滲率，其中qi為相鄰兩個時間間隔所記錄的Qi之差。
在上述步驟6)中，一般在開始入滲的最初一段時間如半個小時內選擇的時間間隔短一些，如以一到五分鐘為間隔。這對提高實驗的精度比較有利。
與現有技術相比，本發明的優點在於1)本發明可以準確的測量出土壤的初始入滲率，得到入滲性能的變化曲線；2)實驗所採用的計算模型較為簡單；3)實驗裝置簡便，實驗歷時短，用水量少，而且還可以很方便的應用於坡地；4)對所測量的地麵條件要求較低，可以方便的應用於野外的實驗中。
圖1表示土壤入滲性能曲線；圖2表示定流量供水條件下地表溼潤面積隨時間變化過程；圖3表示不同空間點處的入滲性能曲線；圖4表示同一時刻入滲率的空間分布曲線；圖5表示本發明土壤入滲性能的線源入流測量裝置結構圖；圖6表示本發明實施例的布水器2結構透視圖；圖7表示本發明實施例的布水器2的剖視圖；圖8表示實施例測量的土壤入滲性能隨時間的變化曲線；具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述為了便於技術人員更好地理解本發明，首先結合附圖1-4，描述本發明的原理。
在向地表供水流量恆定不變的條件下，土壤的入滲過程與地表溼潤鋒(面積)在土壤表面推進的相互關係描述如下。初始時，土壤具有很高的入滲能力(圖1)，入滲坡面可以將提供的線源水流在很小的地表面積上入滲到土壤之內，水流在坡面上溼潤的面積很小。隨著時間的推移，早期溼潤面積下土壤的入滲能力逐漸降低(圖1)，土壤滲入水流的能力逐步減弱，同樣的供水流量已不能在與前期相同的面積上滲入土壤，水流就會向前流動，土壤表面的溼潤面積逐漸增加(圖2)。隨著時間的進一步推移，土壤的入滲能力進一步降低，並將最終趨於土壤的穩定入滲率(圖1)，給定流量的水流的溼潤面積在地表也逐步推進，並最終趨於穩定(不再增大)(圖2)。土壤中某一點入滲率隨時間的變化的完整過程定性的描述如圖1所示，而在供水流量恆定條件下相應的地表溼潤面積推進的完整過程如圖2所示。應該說明，由於入滲過程是在充分供水條件下實現的，因此實際的入滲曲線就是土壤的入滲能力曲線。
具體而言，在圖1所示的入滲性能曲線上，在初始的t1時刻土壤入滲能力很大，為i1；此時，溼潤鋒在土壤表面向前推進的速度較慢即土壤表面增加的溼潤面積速度較小，如圖2中t1時刻所對應的面積A1。到達t2時刻時，入滲能力降低至i2(圖1)。相應的土壤表面的溼潤面積增加到A2(圖2)。至t3時刻，土壤入滲能力趨近於穩定入滲率i3(圖1)；土壤表面增加溼潤面積的速度也趨於穩定A3(圖2)。
由上述入滲性能與時間關係曲線以及土壤溼潤面積與時間的關係曲線發現，土壤入滲性能的變化過程是與定流量下水流在地表溼潤的面積的變化過程緊密相關的，因此研究土壤溼潤面積隨時間的推進過程，就可以得出土壤入滲性能的變化過程。
水流在地表流動的過程中，地表各點上經歷的入滲時間是不同的。假定土壤各處的入滲性能相同，則各點的入滲性能與時間具有相同的關係。從而不同位置處土壤入滲性能隨時間的變化過程就產生差異，如圖3所示。如在t1、t2、t3時刻溼潤鋒到達的三個空間位置A1、A2、A3上入滲性能隨時間的變化曲線是顯著不同的，但從圖中可以看出，每個位置上在以入滲開始記時的入滲性能隨時間的變化過程是相同的，相當於各入滲性能曲線隨水流到達時間的先後平移。
上述描述表明，在同一時刻，不同空間點上土壤入滲率性能存在差異，如圖4所示。如在t1時刻，溼潤鋒剛到達A1，此時A1處的土壤入滲性能為初始入滲性能，很大，而在水流先到達的位置，入滲性能已經降低。在t2時刻，溼潤鋒剛到達A2，A2處的入滲為性能為初始入滲性能，很大，而此時A1處的入滲性能由圖1中給出的曲線可以看出已經降低為i2。同樣，當時間持續到t3時，溼潤鋒剛好到達A3，此時A3處的入滲性能為土壤的初始入滲性能，很大，而A1和A2處的入滲率按照圖1的趨勢已分別減小至i3和i2。具體變化過程可以見圖4。
為了推導計算模型，假設在不同部位的土壤具有相同的入滲性能(上述描述已隱含該假設)。
運用水量平衡原理，以及上面的分析，可以推導得出在入滲過程中，入滲率與供水流量的關係q=K0Ai(A,t)dA---(1)]]>式中，q為供水流量，L/h；i為入滲率，mm/h；A為面積，m2；K＝1為量綱轉換係數。
(1)式表明，給定時刻供給的水流通量q等於該時刻的入滲率對該時刻對應的溼潤面積的積分。
尋求(1)所表示的積分方程的精確解析解，得到入滲率函數i(t)存在一定的困難。可以做近似計算如下。選擇較小的時間間隔即較小的面積增量步長，在各時段或面積增量段內，取入滲為平均值，可以遞推得到i(t)的近似估計值。具體公式可以表述如下設t1、t2、t3、……、tn時刻的入滲率為i1、i2、i3、……、in，相應的溼潤面積增量為A1、A2、A3、……、An，水流流量為q1、q2、q3、……、qn，由(1)式及上述討論有t1時間供水量q1＝i1A1t2時間供水量q2＝i2A1+i1A2t3時間供水量q3＝i3A1+i2A2+i1A3tn時間供水量qn＝inA1+in-1A2+……+i1An(2)由(2)式tn時間供水量方程得到in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>(n＝1，2，……)(3)從圖3中可以看出土壤中某一點在入滲開始後，入滲率隨時間變化的曲線是一樣的。在t1時刻估計得到i1。在t2時刻，溼潤鋒推進的面積增加了A2，此處的入滲率與在t1時間內溼潤鋒推進的面積A1上的t1時刻的入滲率相同，為i1。而此時A1面積上的的入滲率降低，為i2。其他時間段也與此類似。
以上是本發明的原理描述，下面是本發明的一具體實施例。
結合圖5，製造本發明的土壤入滲性能的線源入流測量裝置，主要由土槽3、布水器2、恆量供水容器1和成像裝置5組成。採用鐵板製成土槽3，容積為1×0.6×0.25m3，沿長度方向分三個同樣尺寸為1×0.2×0.25m3的小槽，作為三個重複。土槽3的側面固定有刻度尺4，用於記錄水流在地表推進的過程。
如圖所示，為使水流均勻地進入土槽3，該裝置採用線性地面徑流布水器2。布水器2是由供水軟管、有機玻璃板、海藻棉和海綿作為主要材料。在一塊尺寸為6×19×0.8cm的有機玻璃基板7上，將兩條相同的寬8mm，長20cm，高8mm的海藻棉作為透水條6平行間隔1.5cm粘到有機玻璃基板7的長邊，其中第一海藻綿粘在基板下邊靠近樣土的位置，第二海藻綿稍遠離樣土，更靠近恆量供水容器1的供水管出口。供水管出口就固定在基板7的上側邊中間位置，供水管流出的水流通過下部的兩道透水條6滲流出來，進入土表，使得水流緩慢均勻分布在土表。在有機玻璃基板7水流上端的反面另一長邊粘一塊1cm厚2.5cm長19cm寬的有機玻璃支撐板8，用來使有機玻璃基板7放在地表時形成一定坡度，避免水從有機玻璃基板7上端倒流，同時也可以使水流更容易的滲入透水條6流出進入土壤。在有機玻璃基板7的兩側粘上海綿作為擋水材料擋板9，以防止水從布水器2兩側滲漏。
該裝置的恆量供水容器1採用馬氏瓶恆壓供水，通過馬氏瓶與土槽3的高差來調節流量。選用的馬氏瓶尺寸為內徑18cm，高45cm。在實驗前，分別標定三個馬氏瓶的流量。利用升降臺將馬氏瓶出水口與其出水管口的高差控制在30cm，控制流量約為4L/h，將馬氏瓶出水管與地面徑流布水器連接。
本實施例實驗所用土壤為砂壤土，土樣均採自地表1.2-2.0m土層，其顆粒組成見表1。
表1
本實驗共有3個重複，來說明和示意實驗方法的有效性、實驗過程、數據分析處理方法。成像裝置5採用數位照相機方法記錄水流在地面溼潤的面積的變化過程。實際設定的供水流量為4.4L/hr，地表坡度為S＝5°，土壤為風乾土，土壤容重採用天然容重，測得為1.26g/cm3。
結合上述實施例提供的土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其測量方法為如下步驟1)將土樣風乾後過1mm篩，並採用常規方法測定土樣初始含水率；2)在三個小土槽底部分別裝入一層1.5cm厚的細砂，以形成透水透氣性能較好的透水邊界。按天然容重即1.26g/cm3將土樣每5cm為一層，分層裝入。土樣裝入土槽後，在不搗壓的前提下用耙子整平。並在裝入下一層土之前，先將前次裝入的土層表面用工具打毛，以避免上下土層之間出現結構和水動力學特性突變等的不必要的內邊界。整個土槽的裝土深度為20cm；3)將土槽放置在給定的坡度，本實施例設定為5°；4)將準備好的布水器分別固定在三個小土槽的上端的土壤表面。應該注意的是為保證透水材料中的水儘可能均勻的線性流出，供水器粘有透水材料一端應儘量水平地接觸到土槽中的土。當然，非均勻布水也不會影響測量結果。這同樣也保證了進入土壤中的是無壓水；5)將數位相機安置好，用來記錄不同時刻水流在地表推進的面積；6)在實驗開始後每隔一段時間，分別為1min、1min、2min、2min、5min、5min、10min、10min、15min、15min、30min、30min的時間後，讀出馬氏瓶的剩餘水量Qi(相鄰兩個時間間隔所記錄的Qi之差即為公式中的qi)，此處i＝1，……，12；同時記錄下時間t並用數位相機拍攝下該時刻的土壤溼潤面積情況；7)利用網格法處理所得到的數碼照片，即由實驗過程中數位相機拍得的照片，將其中的溼潤面積用等分土槽的長和寬得到的網格線劃分為面積相同的小格。由於照片中的圖形比較其實際物體會有一定的變形或扭曲，而網格線是等分照片中土槽的長寬得到的，因此劃分出的代表固定面積的小格的大小和形狀可以隨著照片的變形而變形，這樣就可以準確的求出照片中的溼潤面積得出對應不同時刻的溼潤面積Ai；8)按計算公式in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>(n＝1，2，……12)處理實驗結果得到不同時刻的土壤入滲率。
實驗得到的溼潤面積與時間關係數據，計算得到的土壤入滲性能曲線如圖8。
從圖8中可以明顯的看出得到的測量結果很好地表達了土壤入滲性能曲線隨時間的變化規律的概念在入滲過程最初階段，土壤具有很高的的入滲率性能，隨時間的推移，土壤的入滲性能迅速降低，當入滲進行一段時間後，入滲率穩定在一個低且比較固定的水平上，即土壤的入滲能力達到了穩定入滲率。
最後所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置，包括一可任意調節供水流量的恆量供水容器(1)，其特徵在於，還包括布水器(2)，通過導管與所述供水容器(1)連接；土槽(3)，用於在室內測量時裝入樣土；刻度尺(4)，固定在所述土槽(3)的側邊上或放置在坡地地表，用於記錄水流在土槽(3)中或坡地地表上推進的過程；成像裝置(5)，通過一支架設置在坡面上方，用於對對坡面水流在土壤表面上覆蓋的面積成像記錄。
2.根據權利要求1所述土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其特徵在於，所述布水器(2)包括一個矩形的基板(7)，在所述基板(7)的兩側各粘結一塊用於擋水的擋板(9)，一個支撐板(8)固定在所述基板(7)的側邊，用於支撐所述基板(7)與樣土表面之間形成一定夾角；兩個條狀的透水條(6)平行於所述基板(7)的長邊粘到所述基板(7)上，並垂直於兩個所述擋板(9)的表面，其中第一透水條處於所述基板(7)的下邊並靠近樣土表面，第二透水條間隔處於第一透水條的上方；由所述供水容器(1)引出的導管的下端與所述布水器(2)上邊沿中間位置的出水口相接。
3.根據權利要求1所述土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其特徵在於，所述恆量供水容器(1)採用馬氏瓶。
4.根據權利要求1所述土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其特徵在於，還包括一用於調節所述供水容器(1)與所述布水器(2)之間的相對高度、調節供水流量的調節裝置，所述供水容器(1)放置在所述調節裝置上。
5.根據權利要求1或2所述土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其特徵在於，所述土槽(3)是採用不透水材料製成的一面開放的六面體槽，其中用隔板將所述土槽(3)分成至少兩個小槽，每一個所述小槽的一端放置一個所述布水器(2)。
6.根據權利要求5所述土壤入滲性能的線源入流測量裝置，其特徵在於，所述土槽(3)是採用金屬板製成，所述隔板採用金屬板製成。
7.一種利用權利要求1-6任一項所述測量裝置進行土壤入滲性能的線源入流測量方法，包括如下步驟1)將土樣風乾後過篩，並測定土樣初始含水率；2)在土槽底部裝入一層細砂，以形成透水透氣性能較好的透水邊界，按天然容重將土樣裝入土槽，整個土槽的裝土深度小於土槽總深度的3-6cm；3)按照實際測量的需要，將土槽放置在給定的坡度；4)將準備好的布水器分別水平放置在土槽的上端的土壤表面，使布水器流出的水流分布在土樣坡面上，供水器上粘有透水條的一側保持水平地接觸到土槽中的土；5)安置成像裝置，記錄不同時刻水流在地表推進的面積；6)在實驗開始後每隔一段時間，讀出供水容器的相應剩餘水量Qi，同時記錄下時間t，並用成像裝置拍攝下該時刻的土壤溼潤面積；7)利用網格法處理所得到的成像圖片，得出上述時間段內分別對應的溼潤面積Ai；8)按如下公式得到不同時刻的土壤入滲率in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>其中n＝1，2，……m；m為實驗過程中記錄時間的總次數，qi為相鄰兩個時間間隔所記錄的Qi之差。
8.根據權利要求7所述土壤入滲性能的線源入流測量方法，其特徵在於，在所述步驟6)中，在開始入滲的最初一段時間如半個小時內選擇的時間間隔較短，如以一到五分鐘為間隔。
9.一種利用權利要求1的測量裝置進行野外土壤入滲性能的測量方法，包括如下步驟1)測量土壤的初始含水率；2)將布水器水平放置到地表，使布水器流出的水流儘可能均勻線性的分布在坡面上，布水器粘有透水條一側保持水平地接觸到地表；3)將成像裝置安置好，用來記錄不同時刻水流在地表推進的面積；4)在實驗開始後每隔一段時間，讀出供水容器的相應剩餘水量Qi，同時記錄下時間t，並用成像裝置拍攝下該時刻的土壤溼潤面積情況；5)利用網格法處理所得到的成像圖片，得出上述步驟4)時間段內分別對應的溼潤面積Ai；6)按如下公式得到不同時刻的土壤入滲率in=qn-j=1n-1in-j+1AjA1]]>其中n＝1，2，……m；m為實驗過程中記錄時間的總次數，qi為相鄰兩個時間間隔所記錄的Qi之差。
10.根據權利要求9所述野外土壤入滲性能的測量方法，其特徵在於，在所述步驟6)中，開始入滲的最初一段時間如半個小時內選擇的時間間隔較短，如以一到五分鐘為間隔。
全文摘要
本發明公開了一種土壤入滲性能的線源入流測量裝置和測量方法。該裝置包括恆量供水容器、布水器、土槽、刻度尺、成像裝置。該方法包括步驟1)土樣風乾過篩，並測定土樣初始含水率；2)土樣裝入土槽；3)將土槽調整到給定的坡度；4)將準備好的布水器放置在土槽的上端的土壤表面，布水；5)用成像裝置記錄不同時刻水流在地表推進的面積；6)每隔一段時間記錄供水水量和該時刻的土壤溼潤面積成像；7)由成像圖片計算得出上述時間段內分別對應的溼潤面積；8)按計算公式得到不同時刻的土壤入滲率。本發明具有實驗裝置簡便、實驗歷時短、用水量少、使用方便等優點，可以方便的應用於室內和野外的實驗中。
文檔編號G01N7/04GK1804580SQ200510127508
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月5日 優先權日2005年12月5日
發明者雷廷武, 毛麗麗, 李鑫, 劉汗, 黃興法, 張亞楠 申請人:中國農業大學