多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，该检测方法包括样本土体装填步骤、模拟降雨检测分析步骤、模拟地下水位波动检测分析步骤以及模拟温度检测分析步骤，该多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法利用实验室对样本土体进行多个自然场景模拟，并检测样本土体渗流和水盐迁移规律，具有操作简单、节省人力物力、检测结果精准的优点。

【技术实现步骤摘要】
多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法
本专利技术涉及一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法。
技术介绍
我国幅员辽阔，地质、地貌多变复杂，有青藏高原、黄土高原、华北平原，不同的地理位置、气候条件形成了不同的土体土壤，这也就导致了对不同的土体进行勘测研究时，需要大量的实地勘测研究，花费大量的人力物力。传统的土体勘测研究方法有实地原型勘测法和计算机模拟勘测法，但这两种方法或多或少存在有各自的缺点。例如实地原型勘测法需要到实地深埋土体渗流试验装置，但此种方法耗费大量的人力物力，且观测尺度大，影响因素多；计算机模拟勘测法是通过建立土体理论计算模型或数值模型，如建立土体组成成分模型、土体密度模型等，并引入大量假设，并对实际工程的复杂性进行了简化处理，得到结果往往与实际情况出入较大。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法。该多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法利用实验室对样本土体进行多个自然场景模拟，并检测样本土体渗流和水盐迁移规律，具有操作简单、节省人力物力、检测结果精准的优点。为实现本专利技术的目的采用如下的技术方案：一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，该方法包括：样本土体装填步骤，将采集来的样本土体装填于土体渗流试验装置的土体装填空间中，形成样本土体；模拟降雨检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同降雨强度对所述样本土体进行人工降雨影响并对不同降雨强度下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到降雨影响数值，记录所述降雨影响数值并分析不同降雨强度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；模拟地下水位波动检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同地下水位升降速率对所述样本土体进行人工水位波动影响并对不同地下水位升降速率下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到地下水位波动影响数值，记录所述地下水位波动影响数值并分析不同地下水位升降速率下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；以及模拟温度检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同温度对所述样本土体进行温度影响并对不同温度下所述样本土体的土水势、含水率、温度以及含盐量的数值进行检测得到温度影响数值，记录所述温度影响数值并分析不同温度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律。进一步地，所述土体渗流试验装置包括透明水箱、立柱、内部形成为所述土体装填空间的透明桶、数据传感装置以及数据采集装置；所述透明水箱通过高度调节底座固定于所述立柱的位于所述透明桶的上方的位置处，所述高度调节底座能够对所述透明水箱相对于所述立柱的高度进行调节，在所述透明水箱的箱体壁面上和所述立柱上分别设置有沿竖直方向延伸的刻度；在所述透明桶的顶部设置有上恒温板，在所述透明桶的底部设置有下恒温板，且，在所述上恒温板上插设有用于向所述土体装填空间的内部喷淋的喷淋管；在所述透明桶的底部的侧壁上设置有透明桶进水口和透明桶出水口，在所述水箱的底部设置有第一出水口和第二出水口，所述第一出水口通过下部进水软管与所述透明桶进水口连接，所述第二出水口通过上部进水软管与所述喷淋管连接；在所述上部进水软管上设置有喷淋阀，在所述下部进水软管上设置有进水阀，在所述透明桶出水管上设置有出水阀；所述数据传感装置包括多组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器，所述多组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器沿竖直方向在所述透明桶体的周壁等间隔布置，各组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器分别包括各自的一个张力计和一个土壤水分温度电导率集成传感器，且，所述一个张力计与所述一个土壤水分温度电导率集成传感器的高度相同，各个所述张力计的感应端和各个所述土壤水分温度电导率集成传感器的感应端分别穿过所述透明桶的桶壁伸入至所述透明桶的内部，且各个所述张力计和各个所述土壤水分温度电导率集成传感器分别与所述数据采集装置电连接。进一步地，所述样本土体装填步骤包括：在所述透明桶的底部均匀铺设碎石垫层、在所述碎石垫层的顶部铺设镂空隔板、在所述镂空隔板的顶部铺设至少一层润湿的纱布、向所述透明桶的内部分层填入采集来的样本土体。进一步地，所述样本土体装填步骤还包括在所述透明桶的底部均匀铺设碎石垫层之前的：在所述透明桶的内壁上设置覆盖所述透明桶进水口的金属网。进一步地，所述样本土体装填步骤还包括向所述透明桶的内部分层填入采集来的样本土体之后的：在所述透明桶的顶部设置镂空桶盖，并在所述镂空桶盖的顶部铺设至少一层润湿的纱布。进一步地，在所述样本土体装填步骤之前还包括样本土体处理步骤：将本样自然晾干后碾碎得到初始样本土体，使用圆孔筛对所述初始样本土体进行筛分得到所述样本土体。进一步地，所述模拟降雨检测分析步骤包括：降雨入渗初始状态调整步骤，利用所述高度调节底座调整所述透明水箱的高度，记录所述立柱和所述透明水箱上的刻度值，用秒表记录时间；打开所述喷淋阀模拟降雨，当降雨产生的水位完全超过所述样本土体的顶面从而使所述样本土体浸水达到饱和后，关闭所述喷淋阀；打开所述透明桶出水阀，使所述样本土体中的水自然流出；每间隔3min记录一次所述土壤水分温度电导率集成传感器测得的含水率，当连续记录3次，含水率都相近时，即认为该状态为降雨入渗初始状态，随后关闭所述透明桶出水阀；不排水状态下的模拟降雨检测分析步骤，打开所述喷淋阀，记录所述透明水箱的水位刻度，通过改变所述喷淋阀的阀门开度，模拟不同的降雨强度，用秒表记录降雨历时，每隔2min记录一次各个所述张力计表示的读数以及各个所述土壤水分温度电导率集成传感器测得的含水率和含盐量，得到不排水状态下的降雨影响数值，并分析不同降雨强度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；以及排水状态下的模拟降雨检测分析步骤，打开所述喷淋阀和所述透明桶出水阀，记录所述透明水箱的水位刻度，通过改变所述喷淋阀的阀门开度，模拟不同的降雨强度，用秒表记录降雨历时，每隔1min记录一次各个所述张力计的读数以及各个所述土壤水分温度电导率集成传感器测得的含水率和含盐量，得到排水状态下的降雨影响数值，并分析不同降雨强度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律。进一步地，所述模拟地下水位波动检测分析步骤包括：地下水位波动初始状态调整步骤，调整所述透明水箱的高度，记录所述立柱和所述透明水箱上的刻度值，用秒表记录时间；打开所述进水阀，使水位完全淹没所述样本土体，所述样本土体浸水达到饱和后，关闭所述进水阀，打开所述出水阀，使所述样本土体中的水自然流出；每间隔3min记录一次所述土壤水分温度电导率集成传感器测得的含水率，当连续记录3次，含水率均接近时，即认为该状态为地下水位波动初始状态，随后关闭所述出水阀；不排水状态下的地下水位波动模拟检测分析步骤，利用所述高度调节底座调整所述透明水箱的高度，模拟水库水位升降，记录所述立柱和所述透明水箱上的刻度值，用秒表记录时间；打开所述进水阀，每隔2min记录一次各个所述张力计表示的读数以及各个所述土壤水分温度电导率集成传感器测得的含水率和含盐量；固定所述透明水箱的高度，记录所述立柱和所述透明水箱上的刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，包括：样本土体装填步骤，将采集来的样本土体装填于土体渗流试验装置的土体装填空间中，形成样本土体；模拟降雨检测分析步骤，利用土体渗流试验装置模拟不同降雨强度对所述样本土体进行人工降雨影响并对不同降雨强度下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到降雨影响数值，记录所述降雨影响数值并分析不同降雨强度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；模拟地下水位波动检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同地下水位升降速率对所述样本土体进行人工水位波动影响并对不同地下水位升降速率下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到地下水位波动影响数值，记录所述地下水位波动影响数值并分析不同地下水位升降速率下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；以及模拟温度检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同温度对所述样本土体进行温度影响并对不同温度下所述样本土体的土水势、含水率、温度以及含盐量的数值进行检测得到温度影响数值，记录所述温度影响数值并分析不同温度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律。

【技术特征摘要】
1.一种多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，包括：样本土体装填步骤，将采集来的样本土体装填于土体渗流试验装置的土体装填空间中，形成样本土体；模拟降雨检测分析步骤，利用土体渗流试验装置模拟不同降雨强度对所述样本土体进行人工降雨影响并对不同降雨强度下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到降雨影响数值，记录所述降雨影响数值并分析不同降雨强度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；模拟地下水位波动检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同地下水位升降速率对所述样本土体进行人工水位波动影响并对不同地下水位升降速率下所述样本土体的土水势、含水率以及含盐量的数值进行检测得到地下水位波动影响数值，记录所述地下水位波动影响数值并分析不同地下水位升降速率下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律；以及模拟温度检测分析步骤，利用所述土体渗流试验装置模拟不同温度对所述样本土体进行温度影响并对不同温度下所述样本土体的土水势、含水率、温度以及含盐量的数值进行检测得到温度影响数值，记录所述温度影响数值并分析不同温度下所述样本土体的土体渗流和水盐迁移规律。2.根据权利要求1所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，所述土体渗流试验装置包括透明水箱、立柱、内部形成为所述土体装填空间的透明桶、数据传感装置以及数据采集装置；所述透明水箱通过高度调节底座固定于所述立柱的位于所述透明桶的上方的位置处，所述高度调节底座能够对所述透明水箱相对于所述立柱的高度进行调节，在所述透明水箱的箱体壁面上和所述立柱上分别设置有沿竖直方向延伸的刻度；在所述透明桶的顶部设置有上恒温板，在所述透明桶的底部设置有下恒温板，且，在所述上恒温板上插设有用于向所述土体装填空间的内部喷淋的喷淋管；在所述透明桶的底部的侧壁上设置有透明桶进水口和透明桶出水口，在所述水箱的底部设置有第一出水口和第二出水口，所述第一出水口通过下部进水软管与所述透明桶进水口连接，所述第二出水口通过上部进水软管与所述喷淋管连接；在所述上部进水软管上设置有喷淋阀，在所述下部进水软管上设置有进水阀，在所述透明桶出水管上设置有出水阀；所述数据传感装置包括多组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器，所述多组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器沿竖直方向在所述透明桶体的周壁等间隔布置，各组张力计和土壤水分温度电导率集成传感器分别包括各自的一个张力计和一个土壤水分温度电导率集成传感器，且，所述一个张力计与所述一个土壤水分温度电导率集成传感器的高度相同，各个所述张力计的感应端和各个所述土壤水分温度电导率集成传感器的感应端分别穿过所述透明桶的桶壁伸入至所述透明桶的内部，且各个所述张力计和各个所述土壤水分温度电导率集成传感器分别与所述数据采集装置电连接。3.根据权利要求2所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，所述样本土体装填步骤包括：在所述透明桶的底部均匀铺设碎石垫层、在所述碎石垫层的顶部铺设镂空隔板、在所述镂空隔板的顶部铺设至少一层润湿的纱布、向所述透明桶的内部分层填入采集来的样本土体。4.根据权利要求3所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，所述样本土体装填步骤还包括在所述透明桶的底部均匀铺设碎石垫层之前的：在所述透明桶的内壁上设置覆盖所述透明桶进水口的金属网。5.根据权利要求3所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，所述样本土体装填步骤还包括向所述透明桶的内部分层填入采集来的样本土体之后的：在所述透明桶的顶部设置镂空桶盖，并在所述镂空桶盖的顶部铺设至少一层润湿的纱布。6.根据权利要求1所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，在所述样本土体装填步骤之前还包括样本土体处理步骤：将本样自然晾干后碾碎得到初始样本土体，使用圆孔筛对所述初始样本土体进行筛分得到所述样本土体。7.根据权利要求2所述的多场景土体渗流和水盐迁移规律的检测方法，其特征在于，所述模拟降雨检测分析步骤包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖远明，秦子鹏，张明义，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62