浮力式土壤蒸滲儀的製作方法
2023-12-01 20:38:21
專利名稱：浮力式土壤蒸滲儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及土壤水分觀測儀器領域，特別是用於土壤蒸發量、降水入滲補給量和潛水蒸發量的實驗觀測儀器。
背景技術：
土壤蒸發量是指土壤中的水分通過毛管上升和氣化，從土壤表面進入大氣的水量；降水入滲補給量是指由於降水入滲，使上部土壤飽和並補給自由水面以下地下水的水量；潛水蒸發量是指在熱力和作物根系等作用下水分從潛水面上升到上層土壤或進入大氣的水量。水文循環「四水轉化」研究、水文地質參數研究、作物需水量等研究實驗領域通常涉及土壤蒸發、降水入滲補給、潛水蒸發觀測實驗，傳統的實驗觀測儀器有土壤蒸發器和地中蒸滲儀，土壤蒸發器只能觀測土壤蒸發量，不能控制實驗用原狀土體地下水位，不能觀測降水入滲補給量和潛水蒸發量，而且現有土壤蒸發量的測量是採取對土柱稱重的方式， 實際操作中比較麻煩；地中蒸滲儀雖能觀測降水入滲補給量、潛水蒸發量，但不能同時觀測土壤蒸發量，難以對原狀土體進行水量平衡分析，為研究帶來不便，甚至影響實驗成果的可靠性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可以同時觀測土壤蒸發量、降水入滲補給量和潛水蒸發量的浮力式土壤蒸滲儀。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的，浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過濾器的原狀土筒，所述過濾器通過水位連通管與潛水蒸發補水器相連，所述潛水蒸發補水器通過降水入滲補給管與降水入滲補給量杯相連，其特徵在於，所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發補水器及降水入滲補給量杯放置於浮筒內，還包括一個外筒，所述外筒的外壁固接一個水位測室，水位測室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置於所述外筒中。所述水位測室內裝有配合水位測針插接的測針底座。所述浮筒包括三個獨立固定於原狀土筒外壁的空心箱體，所述的潛水蒸發補水器及降水入滲補給量杯放置於其中一個空心箱體內。所述浮筒的底部支撐於原狀土筒下部的法蘭盤，浮筒的上埠掛接或扣接於原狀土筒的上部。本發明的有益效果可以同時觀測到實驗用原狀土柱的土壤蒸發量、降水入滲補給量和潛水蒸發量，了解非飽和土體中的土壤水份(蓄變量)變化情況，對原狀土體進行水量平衡分析，觀測記錄數據通過水量平衡方程求解水文循環「四水轉化」各項參數、水文地質參數、作物需水量及其變化規律。
圖I為本發明實施例的結構示意圖2為原狀土筒、浮筒、外筒位置關係的俯視圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明所提供的浮力式土壤蒸滲儀，包括原狀土筒I、浮筒2、外筒3、 潛水蒸發補水器4、降水入滲補給量杯6、過濾器8，原狀土筒I內置實驗載體原狀土柱，底部裝有過濾器8，過濾器8由上而下置有砂、細砂子、粗石子，讓水流自由通過並阻止土壤顆粒通過，過濾器8通過水位連通管7與潛水蒸發補水器4連通，潛水蒸發補水器4用於計量原狀土體中因蒸發而減少的地下水量，潛水蒸發補水器4通過降水入滲補給管5與降水入滲補給量杯6相連，降水入滲補給管5的入口與地下水面9保持水平，控制地下水位的高程， 降水入滲補給量杯6用於計量因降水而導致原狀土體中地下水位上升，並通過降水入滲補給管5溢出的水量，原狀土筒I的外壁上裝配有浮筒2，結合圖2所示，浮筒2為三個與原狀土筒I外壁配合的獨立空心箱體，潛水蒸發補水器4及降水入滲補給量杯6放置於其中一個空心箱體內，浮筒2的底部支撐於原狀土筒下部的法蘭盤13，浮筒2的上埠掛接或扣接於原狀土筒I的上部，浮筒2用於帶動原狀土筒I在外筒3內的水中浮起。外筒3用於放置原狀土筒I及浮筒2，外筒3通常埋於地下，阻止筒內外水量交換，外筒3內注入水並使原狀土筒I和浮筒2在外筒3內浮起，外筒3的外壁固接一個水位測室10，水位測室10與外筒3連通，保持水位一致，水位測室10內裝有配合水位測針插接的測針底座12，測量時，將水位測針插接在測針底座12上測出自由水面11的水位。水分變化動態過程及原理將外筒埋於地下，向外筒內注入水並使原狀土筒和浮筒在筒內上下自由浮動，通常是每日觀測一次，晴天觀測土壤蒸發、潛水蒸發，雨天觀測降水入滲補給。首先由水位測點觀測今日水位值，與昨日水位值差值即為昨日土壤蒸發或降水入滲補給量，水位差是負值為土壤蒸發，正值是降水入滲補給量，睛天水位觀測好後，再將潛水蒸發補水器中的水位補平至地下水位，其補水量即為潛水蒸發量，土壤蒸發量扣除潛水蒸發量，即為非飽和土體中的土壤水份蓄變量。當降水發生時，在滿足非飽和帶土壤蓄水後，多餘的水將下滲引起土體中地下水位抬升，受降水入滲補給管入口高度限制，多餘的水量將順著降水入滲補給管淌入降水入滲補給量杯中，從而得到降水入滲補給量。利用一定時期採集的觀測數據，通過水量平衡方程求解水文循環「四水轉化」各項參數、水文地質參數、作物需水量及其變化規律。上述實施例僅是本發明的較佳實施方式，詳細說明了本發明的技術構思和實施要點，並非是對本發明的保護範圍進行限制，凡根據本發明精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過濾器的原狀土筒，所述過濾器通過水位連通管與潛水蒸發補水器相連，所述潛水蒸發補水器通過降水入滲補給管與降水入滲補給量杯相連， 其特徵在於所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發補水器及降水入滲補給量杯放置於浮筒內，還包括一個外筒，所述外筒的外壁固接一個水位測室，水位測室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置於所述外筒中。
2.根據權利要求I所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特徵在於所述水位測室內裝有配合水位測針插接的測針底座。
3.根據權利要求I所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特徵在於所述浮筒包括三個獨立固定於原狀土筒外壁的空心箱體，所述的潛水蒸發補水器及降水入滲補給量杯放置於其中一個空心箱體內。
4.根據權利要求I或3所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特徵在於所述浮筒的底部支撐於原狀土筒下部的法蘭盤，浮筒的上埠掛接或扣接於原狀土筒的上部。
全文摘要
本發明公開一種浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過濾器的原狀土筒，所述過濾器通過水位連通管與潛水蒸發補水器相連，所述潛水蒸發補水器通過降水入滲補給管與降水入滲補給量杯相連，所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發補水器及降水入滲補給量杯放置於浮筒內，還包括一個外筒，所述外筒的外壁固接一個水位測室，水位測室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置於所述外筒中；本發明可以同時觀測到實驗用原狀土柱的土壤蒸發量、降水入滲補給量和潛水蒸發量，了解非飽和土體中的蓄變量的變化，對原狀土體進行水量平衡分析，通過水量平衡方程求解水文參數、作物需水量及其變化規律。
文檔編號G01N33/24GK102608293SQ20121008602
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者方基宇, 王發信, 王輝, 章啟兵 申請人:安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院