CN102047833A - 一种旱作农田涝渍模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旱作农田涝渍模拟试验系统，属农业水土工程技术领域。它由蓄水池、测坑群、水位控制装置等构成，测坑群由测坑单元构成，测坑单元之间设置有观测走廊和排水沟，测坑单元一侧设置有相对应的水位控制装置，测坑群的一端设置有踏步，另一端设置有蓄水池。该系统通过输水管和蓄水箱向测坑群提供试验用水，通过排水管、灌排两用管和水位控制装置模拟农田涝渍生境，有效进行排灌控制。解决了现有测坑试验的边界条件和作物生长环境均与农田存在明显差异，影响试验精度和研究成果实用性的问题。该系统可分别用于营造降雨和农田周边河湖沟渠等水位过高时对土壤水和地下水的影响，能保证试验在近自然条件下进行。且结构简单，造价低廉实用。

Description

一种旱作农田涝渍模拟试验系统

技术领域：

本发明涉及一种旱作农田涝渍模拟试验系统，属农业水土工程

技术领域。

背景技术：

旱地作物在一段时间内持续受涝、受渍、或受涝渍相随影响，是易涝易渍地区作物受奢水胁迫的三种基本形式，常用测坑群进行旱作农田涝渍试验研究。传统的测坑(筒)试验系统多建于地面之上，且没有设保护层，试验的边界条件和作物生长环境均与农田存在明显差异，同时，由于没有很好地解决地下水位控制问题，影响了试验的精度和研究成果的实用性。另一方面，传统的测坑(筒)试验系统不能模拟农田周边河、湖、沟渠等在高水位时引起先渍后涝的农业水文环境。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种近自然条件下适宜进行各种涝渍生境模拟试验，用于农田涝渍防御基础理论与技术研究，为高校和科研院所开展相关研究提供试验平台的旱作农田涝渍模拟试验系统。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种旱作农田涝渍模拟试验系统，它由蓄水池、测坑群、排水沟、水位控制装置构成，其特征在于：测坑群由两排并列设置的测坑单元构成，两排并列设置的测坑单元之间设置有观测走廊和排水沟，以及与每个测坑单元对应的水位控制装置；测坑群的一端设置有踏步，测坑群的另一端设置有蓄水池，所述的蓄水池通过输水管和输水支管与测坑单元连通。

所述的测坑单元由测坑体、底板、保护层、内砌体、试验土壤、滤水层、灌排两用管构成，底板上设置有测坑体，测坑体内设置有内砌体，测坑体与内砌体之间设置有保护层，内砌体的下部设置有滤水层，滤水层上方装填有试验土壤，滤水层下方设置有灌排两用管；灌排两用管的一端与测坑体外侧相通，该端上装有连接管件，连接管件上设置有进水口、排水口和控制阀。

所述的水位控制装置由蓄水箱、水箱支架、支架基座、升降阀、升降螺杆构成，支架基座上设置有水箱支架，水箱支架顶部装有升降阀，升降螺杆通过升降阀安装在水箱支架上，蓄水箱吊装在升降螺杆的底端。

所述的试验土壤表面和底部分别设置有排水管和地下水位连通管，排水管和地下水位连通管的一端分别延伸至测坑体外侧，排水管该端上设置有排水口和控制阀，地下水位连通管该端上设置有地下水位读数管。

所述的蓄水箱一侧的箱体上部设置有溢流孔，蓄水箱底部设置有出水口，所述的出水口通过连接软管与连接管件的进水口连通。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、该试验系统采取半掩埋式，测坑体与内砌体之间设有保护层结构，按南北向布置测坑/测筒群，消除了边界温度效应，能保证试验在近自然条件下进行。

2、该试验系统采用溢流型水位控制装置，升降自如，省力便捷，能精准进行试验过程中的水位控制。

3、该试验系统设有上下补水通道，可方便模拟作物受涝、受渍和不同形式的涝渍相随生长环境，通过多孔灌排两用管可进行地下渗灌、地下排水与养分流失试验。

4、该试验系统结构简单、施工方便，造价低廉实用。

附图说明：

图1为旱作农田涝渍模拟试验系统的俯视结构示意图；

图2为旱作农田涝渍模拟试验系统的截面结构示意图。

图中：1、蓄水池，2、排水沟，3、水位控制装置，4、测坑单元，5、观测走廊，6、踏步，7、输水管，8、输水支管，9、测坑体，10、底板，11、保护层，12、内砌体，13、试验土壤，14、滤水层，15、灌排两用管，16、连接管件，17、进水口，18、排水口，19、控制阀，20、排水管，21、地下水位连通管，22、地下水位读数管，23、蓄水箱，24、水箱支架，25、支架基座，26、升降阀，27、升降螺杆，28、溢流孔，29、出水口。

具体实施方式

该旱作农田涝渍模拟试验系统由蓄水池1、测坑群、排水沟2、水位控制装置3组成，测坑群由两排并列设置的测坑单元4构成。所述的测坑单元4由测坑体9、底板10、保护层11、内砌体12、试验土壤13、滤水层14、灌排两用管15构成。测坑体9设置在底板10上，测坑体9可以制作成圆形或方形；测坑体9内设置有内砌体12，测坑体9与内砌体12之间设置有保护层11，内砌体12内装填有按自然土层次序和等容重控制的试验土壤13(大田土壤)，其厚度不少于100cm。试验土壤13下方设置有滤水层14，滤水层14由适当级配的砂砾构成，其透水性为试验土壤13的10～20倍。滤水层14的下方设置有管径为60～75mm，外裹土工滤水布且具有多孔的灌排两用管15，灌排两用管15的一端与测坑体9外侧相通，该端上装有连接管件16，连接管件16上设置有进水口17、排水口18和控制阀19，实现从试验系统下部供水和排水调控。

试验土壤13表面和底部分别设置有排水管20和地下水位连通管21，排水管20和地下水位连通管21的一端分别延伸至测坑体9外侧，排水管20该端上设置有排水口18和控制阀19，排水管20用于排除试验土壤13表面的试验用水。地下水位连通管21该端上设置有地下水位读数管22，其作用是读取试验土壤13中的地下水位数值。

两排并列设置的测坑单元4之间设置有观测走廊5和排水沟2，每个测坑单元4一侧设置有相对应的水位控制装置3。水位控制装置3由蓄水箱23、水箱支架24、支架基座25、升降阀26、升降螺杆27构成，水箱支架24安装在支架基座25上，水箱支架24的顶部装有升降阀26，升降螺杆27通过升降阀26安装在水箱支架24上，蓄水箱23吊装在升降螺杆27的底端。蓄水箱23顶部设置有进水孔和排气孔，蓄水箱23一侧的箱体上端设置有溢流孔28，当测坑水位高于设定水位时，多余的水将从溢流孔28流出。蓄水箱23底部设置有出水口29，出水口29通过连接软管与连接管件16的进水口17连通。该水位控制装置3的蓄水箱23可通过升降阀26和升降螺杆27进行升降，调控试验土壤13中水位的高低。

测坑群的一端设置有踏步6，测坑群的另一端设置有蓄水池1，蓄水池1通过输水管7和输水支管8与测坑单元4连通。

该旱作农田涝渍模拟试验系统为半掩埋式有保护层的结构，其主体部分建在地面以下，试验系统的保护层11上端高出试验土壤13约20～30cm，该旱作农田涝渍模拟试验系统以地下水作为水源，经蓄水池1曝气后作为试验用水。蓄水池1中的试验用水通过输水管7流向测坑群所在位置，再通过输水支管8进入各测坑单元4。每个测坑单元4是一个相对独立的试验单元，补水、排水可分别进行，能用于不同试验处理。该试验系统通过输水管7和蓄水箱23从不同的方位给测坑单元4提供试验用水，即可分别用于营造降雨和农田周边河、湖、沟渠等水位过高时对土壤水和地下水的影响，方便进行作物受涝、不同形式的受渍(充分受渍和非充分受渍)和不同形式的涝渍相随试验(先涝后渍和先渍后涝)。试验过程中也可通过向保护层11注水以减少边界温度效应，使其尽可能接近大田实际。

Claims (1)

1.一种旱作农田涝渍模拟试验系统，它由蓄水池(1)、测坑群、排水沟(2)、水位控制装置(3)构成，其特征在于：测坑群由两排并列设置的测坑单元(4)构成，两排并列设置的测坑单元(4)之间设置有观测走廊(5)和排水沟(2)，以及与每个测坑单元(4)对应的水位控制装置(3)；测坑群的一端设置有踏步(6)，测坑群的另一端设置有蓄水池(1)，蓄水池(1)通过输水管(7)和输水支管(8)与测坑单元(4)连通；

所述的测坑单元(4)由测坑体(9)、底板(10)、保护层(11)、内砌体(12)、试验土壤(13)、滤水层(14)、灌排两用管(15)构成，底板(10)上设置有测坑体(9)，测坑体(9)内设置有内砌体(12)，测坑体(9)与内砌体(12)之间设置有保护层(11)，内砌体(12)的下部设置有滤水层(14)，滤水层(14)上方装填有试验土壤(13)，滤水层(14)下方设置有灌排两用管(15)，灌排两用管(15)的一端与测坑体(9)外侧相通，该端上装有连接管件(16)，连接管件(16)上设置有进水口(17)、排水口(18)和控制阀(19)；

所述的水位控制装置(3)由蓄水箱(23)、水箱支架(24)、支架基座(25)、升降阀(26)、升降螺杆(27)构成，支架基座(25)上设置有水箱支架(24)，水箱支架(24)顶部装有升降阀(26)，升降螺杆(27)通过升降阀(26)安装在水箱支架(24)上，蓄水箱(23)吊装在升降螺杆(27)的底端；

所述的试验土壤(13)表面和底部分别设置有排水管(20)和地下水位连通管(21)，排水管(20)和地下水位连通管(21)的一端分别延伸至测坑体(9)外侧，排水管(20)的该端上设置有排水口(18)和控制阀(19)，地下水位连通管(21)该端上设置有地下水位读数管(22)；

所述的蓄水箱(23)一侧的箱体上部设置有溢流孔(28)，蓄水箱(23)底部设置有出水口(29)，所述的出水口(29)通过连接软管与连接管件(16)的进水口(17)连通。

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