室内土壤入渗率测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种室内土壤入渗率测量装置，它包括供水装置、测重装置、土具和支架，土具内装满待测量土壤，土具的内壁上贴有电极传感器，土具中土壤顶部加有额定水头，测重装置置于支架上，供水装置位于测重装置上；供水装置与土具中同压，额定水头中水浸入土壤内，供水装置内水补充至土具内保持额定水头恒量，测重装置测量出供水装置重量的变化，电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率。本实用新型专利技术测量时由供水装置将储存于其内的额定水从顶部注入土具内，测重装置测量出供水装置重量的变化，同时电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率，即可准确快速的测出土壤的入渗率。

Indoor soil infiltration rate measuring device

The utility model discloses an indoor soil infiltration rate measuring device, which comprises a water supply device, weight measuring device, soil and soil with full support, to measure the soil, soil on the inner wall of a sensor electrode, with the top of the soil and soil in the test set rated head, heavy on the support bracket. The water supply device in the weighing device; water supply device and soil with water immersion, the rated head of soil, water supplement to the soil water supply device with rated head keep constant, weight measuring device measuring the weight changes of the water supply device, electrode sensor for the detection of soil water content in soil with different height ratio. The utility model rated water measurement by the water supply device will be stored in the inner earth out from the top of the injection, the weight measuring device measuring the weight changes of the water supply device, and soil water content in the electrode sensor detection with different height of the soil can be quickly and accurately measure the rate of soil infiltration rate.

【技术实现步骤摘要】
室内土壤入渗率测量装置
本技术涉及一种用于测量土壤入渗率的装置，尤其涉及一种室内土壤入渗率测量装置。
技术介绍
入渗是水分进入土壤的过程，是降水、地面水、土壤水和地下水相互转化过程中的一个重要环节。入渗能力对降雨或径流的水分再分配过程产生很大影响。因此，研究土壤入渗和入渗率对于控制地面径流、增加土壤入渗和维护生态环境的稳定具有重大意义。现阶段，国内外学者对影响土壤入渗的因素都进行了大量研究，其中统一的观点为入渗水头是影响土壤入渗的主要因素之一。目前，确定入渗的室内测定方法主要有两种，分别是一维式垂直入渗试验装置法和变水头水平土柱实验装置法。普通的一维式垂直入渗试验需要较长的测量时间，而且需要多次重复实验和对照实验，所以消耗的水量土量十分巨大，耗费了更多的人力物力，所获数据也不够精确。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够准确快速测量出土壤入渗结果的室内土壤入渗率测量装置。本技术提供的这种室内土壤入渗率测量装置，它包括供水装置、测重装置、土具和支架，土具内装满待测量土壤，土具的内壁上贴有电极传感器，土具中土壤顶部加有额定水头，测重装置置于支架上，供水装置位于测重装置上；供水装置与土具中同压，额定水头中水浸入土壤内，供水装置内水补充至土具内保持额定水头恒量，测重装置测量出供水装置重量的变化，电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率。进一步的，为了保证土具内水头高度恒定，使所述供水装置包括马氏瓶、有机玻璃管、橡皮塞和橡皮管，马氏瓶的下端设有出水口，橡皮塞密封马氏瓶的顶口，有机玻璃管穿过橡皮塞伸入马氏瓶内，有机玻璃管的底端高于出水口，橡皮管连接于出水口处，橡皮管的另一端连通至所述土具的顶端。为了及时测重，使所述测重装置包括重力感应器、数据连接线和电脑，重力感应器放置在供水装置底部，通过数据连接线连接至电脑上，在电脑窗口显示供水装置的实时重量。为了检测土具内土壤的含水量，使所述土具包括玻璃垫板和置于其上的绝缘瓶，所述电极传感器沿高度方向从上往下依次布置于绝缘瓶的内壁上，相邻两电极传感器之间有高度差。为了便于观察，使所述绝缘瓶为玻璃管。作为优选，使所述支架包括立杆和连接于其上的托盘，所述测重装置置于托盘内。作为优选，使所述土具内的土壤选用过筛细土。本技术测量时由供水装置将储存于其内的额定水从顶部注入土具内，测重装置测量出供水装置重量的变化，同时电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率，即可准确快速的测出土壤的入渗率。附图说明图1为本技术一个优选实施例的布置示意图。图示序号：1—供水装置、2—测重装置、3—土具、4—支架、5—电极传感器、11—马氏瓶、12—有机玻璃管、13—橡皮塞、14—橡皮管、21—重力感应器、22—数据连接线、23—电脑、31—玻璃垫板、32—玻璃管、41—立杆、42—托盘。具体实施方式如图1所示，本实施例提供的这种室内土壤入渗率测量装置，包括供水装置1、测重装置2、土具3和支架4，土具内装满过筛细土，填装过筛细土时每装5cm的细土后进行一次搅拌压实，避免土层中间产生缝隙，影响下渗，细土填装完成后需放置一段时间达到自然下沉的效果，以保证测量的准确性。供水装置1包括马氏瓶11、有机玻璃管12、橡皮塞13和橡皮管14，马氏瓶的下端设有出水口，橡皮塞密封马氏瓶的顶口，有机玻璃管穿过橡皮塞伸入马氏瓶内，有机玻璃管的底端高于出水口，橡皮管连接于出水口处，橡皮管的另一端连通至土具的顶端。马氏瓶的规格选用为瓶口直径为10cm，容水量为5KG的马氏瓶。使用过程中通过调整有机玻璃管底部的高度来控制玻璃管内水头的高度。马氏瓶内的水通过橡皮管进入玻璃管，并逐渐达到额定水头高度。水头水位低于有机玻璃管的底部高度时，马氏瓶会自动将水加入玻璃管，达到额定水头高度恒定。有机玻璃管的高度可以调整水头高度，从而提供不同的额定水头。测重装置2包括重力感应器21、数据连接线22和电脑23，重力感应器放置在供水装置底部，通过数据连接线连接至电脑上，在电脑窗口显示供水装置的实时重量。土具3包括玻璃垫板31和置于其上的玻璃管32，电极传感器5贴于玻璃管的内壁上，从最底部至顶端每隔5cm放置一个，共放置8个。支架4包括立杆41和连接于其上的托盘42，测重装置置于托盘内。测量时先摆好支架，将供水装置放置在托盘上，将橡皮管一端连接马氏瓶底端出水口，另一端放置于玻璃管中。并调整马氏瓶的高度，使得马氏瓶内有机玻璃管的高度与玻璃管中额定水头的高度保持一致。实验开始时，使用加水法往玻璃管里加入额定高度的水，即保持一定的水头。同时开启马氏瓶龙头，开始计时，在电脑界面获取每一分钟的马氏瓶水量示重、玻璃管中的水下渗到各个电极传感器的时间和各个电极传感器的含水率，记录入渗时间和入渗水量，计算入渗率，并使用水量称重法、湿润峰法和土壤水量分布计算法的入渗结果进行对比。假设加水量为A，马氏瓶内水量为B，第一分钟天平读取的数值为A1，水头总水量为C，则第一分钟土壤入渗量为C+A1-（A+B）。以后每分钟的入渗量用该一分钟的读数减去上一分钟的读数即可。其中（C=水头高度*玻璃管内壁的横截面积）。根据需要，可以进行不同水头、不同容重和不同土壤类型的对比试验，并且通过对同一区域的土壤进行室内与野外的入渗结果进行对比，寻求相同土壤在室内实验条件下与野外测量条件下入渗的差异与内在关系。可见本实施例具有以下优点：第一、在测重装置里使用了重力感应器，通过记录马氏瓶内水量的变化，使得在分析和统计玻璃管内水的入渗水量更加快速和准确；第二、通过在积水测量装置里放置电极传感器，记录水在玻璃管内碰触到各个电极传感器的时间，利用湿润峰的计算方式和所述重力感应器分析的入渗数据进行对比，减少了实验的重复对照次数，提高了数据的精度和准确；第三、通过计算土壤水量分布，与之前的水量称重法和湿润峰法进行对比入渗结果，对室内土壤入渗结果进行误差分析，为以后的室内入渗实验提供参考和借鉴。其原理是已知玻璃管内每5cm有一电极传感器，所以在试验过程中，当水流通过时，每一个电极传感器就可以反馈该5cm土壤的在各时间段的含水率；同时由于土壤为均匀过筛细土，所以每5cm的土量已知且相同。通过含水率和土量可计算出每5cm土层的含水量。将整个土体看成每5cm等分的若干个体，就可以分析出入渗过程中土壤水量的分布规律，结合入渗时间计算出入渗速率。将以上三种计算土壤入渗的方法进行比较分析，对室内土壤入渗结果进行统一的误差分析，其结果有助于日后的室内土壤入渗实验结果校正，为其提供了一个标准，使得实验结果更加准确；第四、通过在不同水头条件下对不同容重和不同类型土壤的入渗能力进行快速测定，避免了多次重复对照实验下的实验误差，节省了人力物力财力，具有结构简单、操作方便，劳动强度低、通用性强、测定数据准确和可实现实时监控的特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内土壤入渗率测量装置，其特征在于：它包括供水装置、测重装置、土具和支架，土具内装满待测量土壤，土具的内壁上贴有电极传感器，土具中土壤顶部加有额定水头，测重装置置于支架上，供水装置位于测重装置上；供水装置与土具中同压，额定水头中水浸入土壤内，供水装置内水补充至土具内保持额定水头恒量，测重装置测量出供水装置重量的变化，电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率。

【技术特征摘要】
1.一种室内土壤入渗率测量装置，其特征在于：它包括供水装置、测重装置、土具和支架，土具内装满待测量土壤，土具的内壁上贴有电极传感器，土具中土壤顶部加有额定水头，测重装置置于支架上，供水装置位于测重装置上；供水装置与土具中同压，额定水头中水浸入土壤内，供水装置内水补充至土具内保持额定水头恒量，测重装置测量出供水装置重量的变化，电极传感器检测土具内不同高度土壤的含水率。2.根据权利要求1所述的室内土壤入渗率测量装置，其特征在于：所述供水装置包括马氏瓶、有机玻璃管、橡皮塞和橡皮管，马氏瓶的下端设有出水口，橡皮塞密封马氏瓶的顶口，有机玻璃管穿过橡皮塞伸入马氏瓶内，有机玻璃管的底端高于出水口，橡皮管连接于出水口处，橡皮管的另一端连通至所述土具的顶端。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏卫生，梁羽石，黄道友，丁浩东，王小芳，李雪菱，胡敏祺，陈道佳，欧阳卫东，胡贤辉，陈乐，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43