專利名稱：浮力式土壤蒸滲儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤水分觀測(cè)儀器領(lǐng)域，特別是用于土壤蒸發(fā)量、降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)儀器。
背景技術(shù)：
土壤蒸發(fā)量是指土壤中的水分通過(guò)毛管上升和氣化，從土壤表面進(jìn)入大氣的水量；降水入滲補(bǔ)給量是指由于降水入滲，使上部土壤飽和并補(bǔ)給自由水面以下地下水的水量；潛水蒸發(fā)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(jìn)入大氣的水量。水文循環(huán)“四水轉(zhuǎn)化”研究、水文地質(zhì)參數(shù)研究、作物需水量等研究實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域通常涉及土壤蒸發(fā)、降水入滲補(bǔ)給、潛水蒸發(fā)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)儀器有土壤蒸發(fā)器和地中蒸滲儀，土壤蒸發(fā)器只能觀測(cè)土壤蒸發(fā)量，不能控制實(shí)驗(yàn)用原狀土體地下水位，不能觀測(cè)降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量，而且現(xiàn)有土壤蒸發(fā)量的測(cè)量是采取對(duì)土柱稱重的方式， 實(shí)際操作中比較麻煩；地中蒸滲儀雖能觀測(cè)降水入滲補(bǔ)給量、潛水蒸發(fā)量，但不能同時(shí)觀測(cè)土壤蒸發(fā)量，難以對(duì)原狀土體進(jìn)行水量平衡分析，為研究帶來(lái)不便，甚至影響實(shí)驗(yàn)成果的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以同時(shí)觀測(cè)土壤蒸發(fā)量、降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量的浮力式土壤蒸滲儀。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的，浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過(guò)濾器的原狀土筒，所述過(guò)濾器通過(guò)水位連通管與潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器相連，所述潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器通過(guò)降水入滲補(bǔ)給管與降水入滲補(bǔ)給量杯相連，其特征在于，所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動(dòng)原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器及降水入滲補(bǔ)給量杯放置于浮筒內(nèi)，還包括一個(gè)外筒，所述外筒的外壁固接一個(gè)水位測(cè)室，水位測(cè)室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置于所述外筒中。所述水位測(cè)室內(nèi)裝有配合水位測(cè)針插接的測(cè)針底座。所述浮筒包括三個(gè)獨(dú)立固定于原狀土筒外壁的空心箱體，所述的潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器及降水入滲補(bǔ)給量杯放置于其中一個(gè)空心箱體內(nèi)。所述浮筒的底部支撐于原狀土筒下部的法蘭盤，浮筒的上端口掛接或扣接于原狀土筒的上部。本發(fā)明的有益效果可以同時(shí)觀測(cè)到實(shí)驗(yàn)用原狀土柱的土壤蒸發(fā)量、降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量，了解非飽和土體中的土壤水份(蓄變量)變化情況，對(duì)原狀土體進(jìn)行水量平衡分析，觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)通過(guò)水量平衡方程求解水文循環(huán)“四水轉(zhuǎn)化”各項(xiàng)參數(shù)、水文地質(zhì)參數(shù)、作物需水量及其變化規(guī)律。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為原狀土筒、浮筒、外筒位置關(guān)系的俯視圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)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(fā)補(bǔ)水器4、降水入滲補(bǔ)給量杯6、過(guò)濾器8，原狀土筒I內(nèi)置實(shí)驗(yàn)載體原狀土柱，底部裝有過(guò)濾器8，過(guò)濾器8由上而下置有砂、細(xì)砂子、粗石子，讓水流自由通過(guò)并阻止土壤顆粒通過(guò)，過(guò)濾器8通過(guò)水位連通管7與潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器4連通，潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器4用于計(jì)量原狀土體中因蒸發(fā)而減少的地下水量，潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器4通過(guò)降水入滲補(bǔ)給管5與降水入滲補(bǔ)給量杯6相連，降水入滲補(bǔ)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(bǔ)給量杯6用于計(jì)量因降水而導(dǎo)致原狀土體中地下水位上升，并通過(guò)降水入滲補(bǔ)給管5溢出的水量，原狀土筒I的外壁上裝配有浮筒2，結(jié)合圖2所示，浮筒2為三個(gè)與原狀土筒I外壁配合的獨(dú)立空心箱體，潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器4及降水入滲補(bǔ)給量杯6放置于其中一個(gè)空心箱體內(nèi)，浮筒2的底部支撐于原狀土筒下部的法蘭盤13，浮筒2的上端口掛接或扣接于原狀土筒I的上部，浮筒2用于帶動(dòng)原狀土筒I在外筒3內(nèi)的水中浮起。外筒3用于放置原狀土筒I及浮筒2，外筒3通常埋于地下，阻止筒內(nèi)外水量交換，外筒3內(nèi)注入水并使原狀土筒I和浮筒2在外筒3內(nèi)浮起，外筒3的外壁固接一個(gè)水位測(cè)室10，水位測(cè)室10與外筒3連通，保持水位一致，水位測(cè)室10內(nèi)裝有配合水位測(cè)針插接的測(cè)針底座12，測(cè)量時(shí)，將水位測(cè)針插接在測(cè)針底座12上測(cè)出自由水面11的水位。水分變化動(dòng)態(tài)過(guò)程及原理將外筒埋于地下，向外筒內(nèi)注入水并使原狀土筒和浮筒在筒內(nèi)上下自由浮動(dòng)，通常是每日觀測(cè)一次，晴天觀測(cè)土壤蒸發(fā)、潛水蒸發(fā)，雨天觀測(cè)降水入滲補(bǔ)給。首先由水位測(cè)點(diǎn)觀測(cè)今日水位值，與昨日水位值差值即為昨日土壤蒸發(fā)或降水入滲補(bǔ)給量，水位差是負(fù)值為土壤蒸發(fā)，正值是降水入滲補(bǔ)給量，睛天水位觀測(cè)好后，再將潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器中的水位補(bǔ)平至地下水位，其補(bǔ)水量即為潛水蒸發(fā)量，土壤蒸發(fā)量扣除潛水蒸發(fā)量，即為非飽和土體中的土壤水份蓄變量。當(dāng)降水發(fā)生時(shí)，在滿足非飽和帶土壤蓄水后，多余的水將下滲引起土體中地下水位抬升，受降水入滲補(bǔ)給管入口高度限制，多余的水量將順著降水入滲補(bǔ)給管淌入降水入滲補(bǔ)給量杯中，從而得到降水入滲補(bǔ)給量。利用一定時(shí)期采集的觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)水量平衡方程求解水文循環(huán)“四水轉(zhuǎn)化”各項(xiàng)參數(shù)、水文地質(zhì)參數(shù)、作物需水量及其變化規(guī)律。上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和實(shí)施要點(diǎn)，并非是對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的任何簡(jiǎn)單修改及等效結(jié)構(gòu)變換或修飾，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過(guò)濾器的原狀土筒，所述過(guò)濾器通過(guò)水位連通管與潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器相連，所述潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器通過(guò)降水入滲補(bǔ)給管與降水入滲補(bǔ)給量杯相連， 其特征在于所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動(dòng)原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器及降水入滲補(bǔ)給量杯放置于浮筒內(nèi)，還包括一個(gè)外筒，所述外筒的外壁固接一個(gè)水位測(cè)室，水位測(cè)室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置于所述外筒中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特征在于所述水位測(cè)室內(nèi)裝有配合水位測(cè)針插接的測(cè)針底座。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特征在于所述浮筒包括三個(gè)獨(dú)立固定于原狀土筒外壁的空心箱體，所述的潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器及降水入滲補(bǔ)給量杯放置于其中一個(gè)空心箱體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的浮力式土壤蒸滲儀，其特征在于所述浮筒的底部支撐于原狀土筒下部的法蘭盤，浮筒的上端口掛接或扣接于原狀土筒的上部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種浮力式土壤蒸滲儀，包括裝有過(guò)濾器的原狀土筒，所述過(guò)濾器通過(guò)水位連通管與潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器相連，所述潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器通過(guò)降水入滲補(bǔ)給管與降水入滲補(bǔ)給量杯相連，所述原狀土筒的外壁上裝配有帶動(dòng)原狀土筒浮起的浮筒，所述的潛水蒸發(fā)補(bǔ)水器及降水入滲補(bǔ)給量杯放置于浮筒內(nèi)，還包括一個(gè)外筒，所述外筒的外壁固接一個(gè)水位測(cè)室，水位測(cè)室與外筒連通，原狀土筒及浮筒置于所述外筒中；本發(fā)明可以同時(shí)觀測(cè)到實(shí)驗(yàn)用原狀土柱的土壤蒸發(fā)量、降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量，了解非飽和土體中的蓄變量的變化，對(duì)原狀土體進(jìn)行水量平衡分析，通過(guò)水量平衡方程求解水文參數(shù)、作物需水量及其變化規(guī)律。
文檔編號(hào)G01N33/24GK102608293SQ20121008602
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者方基宇, 王發(fā)信, 王輝, 章啟兵 申請(qǐng)人:安徽省(水利部淮河水利委員會(huì))水利科學(xué)研究院