CN102183623A - 一种排水试验测坑 - Google Patents

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宰松梅
孙浩
郭冬冬
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Abstract

本发明涉及一种排水试验测坑,它包括测坑、反滤层、土层、水管、水位观测管、水温测试装置和可移动供水水箱;所述测坑为敞口的桶状结构,测坑底部铺设有反滤层,测坑内的反滤层上表面均匀铺设有土层,测坑下部的两侧壁上分别开设有通孔,所述水管穿过测坑一侧的通孔水平埋设于反滤层中,所述水位观测管固定连接于测坑另一侧的通孔处,且水位观测管的管口朝上,水温测试装置固定于测坑内壁上部,所述可移动供水水箱滑动连接于测坑外侧壁处,所述水管固定连接于可移动供水水箱底部;本发明具有造价低廉、安装简单、观测方便和测量试验范围广的优点。

Description

一种排水试验测坑
技术领域
本发明涉及一种排水试验装置,尤其涉及一种排水试验测坑。
背景技术
农田灌溉与排水对于作物生长具有同等重要的作用,没有适当的排水条件和设施,就不能保证良好的作物生长环境。排水对改善作物生长、提高作物产量、改善耕作条件、防止盐碱化等都起到了非常重要的作用。农田控制排水工程能对地下水位及地下水资源进行有效的调控,既发挥其在汛期除涝排水的重要作用,又能综合利用其蓄水功能。随着农业灌溉用水量和氮肥施用量的不断增加,导致农田排水中富含氮、磷等元素,而大量氮、磷排入水体,会导致河流富营养化,所以农业排水对环境的污染问题己经越来越得到人们的重视。
中国专利授权公告号CN2692670Y,申请日为2004年3月12日,授权公告日为2005年4月13日,公开了“土壤蒸发渗透仪”。一种土壤蒸发渗透仪,该渗透仪是由蒸渗容器、通气管、进水管、透水罩、溢流管、测井、测量筒、滤水棕片和砾石组成;在蒸渗容器的一侧安装有通气管,通气管的另一端与透水罩连接;在蒸渗容器的另一侧安装有进水管,进水管的另一端与透水罩连接,蒸渗容器的下部固定开有若干个孔德透水罩;溢流管的一端直角向上与透水罩连接,其另一端直角向下与测井连接;在蒸渗容器的底部装有砾石,砾石的表面铺有滤水棕片,并在滤水棕片上回填土;测井内装有测量筒。该渗透仪与现行地中渗透仪相比,去掉地下水室,用溢流筒承接土壤渗水,造价大大降低;同时该渗透仪由于安装了透水罩和通气管、进水管及溢流管,从而可减小土中闭塞空气胀缩作用对潜水位的影响。该渗透仪可测土面蒸渗、农田蒸渗和森林蒸渗。
有关排水的试验都要首先利用一种排水试验装置来进行研究,如控制排水对减少硝态氮排放负荷的效果;传统排水设计标准的改进、灌溉措施与控制排水措施的有效结合、控制排水措施对农田水分利用效率的影响等。现有的公知技术中,测坑、测筒(蒸渗仪)都是从研究作物水分蒸发而设计的。
排水试验是在测坑中根据不同的土壤水深,测定作物在不同生育阶段受淹(不同淹水深度和淹水历时)对作物生长发育造成的影响,求得作物淹水深度、淹水历时与产量的关系,为确定除涝排水设计标准提供依据;测定作物在不同生育阶段、不同受渍程度对作物生长发育的影响,求得不同受渍因子与产量的关系,为确定排渍设计标准及水管理提供依据;盐碱地区确定排水标准的作物耐盐、耐碱试验,地下水临界深度试验等;而专门用于排水试验的测坑装置未曾出现过。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种排水试验测坑,其具有造价低廉、安装简单、观测方便和测量试验范围广的优点。
为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:一种排水试验测坑,它包括测坑、反滤层、土层、水管、水位观测管、水温测试装置和可移动供水水箱;所述测坑为敞口的桶状结构,测坑底部铺设有反滤层,测坑内的反滤层上表面均匀铺设有土层,测坑下部的两侧壁上分别开设有通孔,所述水管穿过测坑一侧的通孔水平埋设于反滤层中,所述水位观测管固定连接于测坑另一侧的通孔处,且水位观测管的管口朝上,便于观测土层中的液位高度,水温测试装置固定于测坑内壁上部,所述可移动供水水箱滑动连接于测坑外侧壁处,所述水管固定连接于可移动供水水箱底部,可移动供水水箱的作用是上下移动,以调节土层淹水深度,适应不同受淹受渍试验。
在所述测坑和供水水箱之间的水管上设有供水水箱控制阀门和排水控制阀门,排水控制阀门的设置是为了控制土层中液体的精确排出,对土壤中排出的土壤水进行分析,减少农业非点源污染的输出,实现农田排水的多目标控制;供水水箱控制阀门的设置是为了在精确排水时,供水水箱中的液体不会排出,节省实验用水,且当进行不同淹水深度试验时,关闭排水控制阀门,打开供水水箱控制阀门,调节供水水箱的高度,可使液体回流供水水箱,利于水资源的再利用。
所述测坑为用混凝土浇铸或用混凝土抺面的砖砌测坑,所述测坑为方形桶状结构,该结构可保持试验液体尽可能少的渗出。
所述反滤层由2~4层砾石和粗砂组成,顺着水流的方向砾石和粗砂颗粒逐渐增大,所述反滤层的高度为20~30cm。
所述穿设有水管的通孔开设于靠近测坑内反滤层底部的测坑侧壁处;所述固定连接有水位观测管的通孔开设于靠近测坑内土层底部的测坑侧壁处;所述水温测试装置设置于靠近测坑内土层表层的测坑内侧壁上。
所述水平埋设于反滤层中的水管沿水管垂向设有至少一个开孔,利于液体向上渗透,以及液体向下排出或回流供水水箱。
所述水位观测管为“L”型透明管体,该水位观测管短臂端与靠近测坑内土层表层的测坑内侧壁上的通孔固定连接。
所述可移动供水水箱由敞口的供水水箱和滑轨构成,所述滑轨纵向固定于测坑外侧壁上,所述敞口的供水水箱滑动配合于滑轨上,且供水水箱敞口边缘开设有溢流口,以保持供水水箱中的水位不变。 工作原理
用砖砌或混凝土浇铸出测坑,如使用砖砌测坑时,应在测坑内进行混凝土抺面,将反滤层以一定厚度(20-30cm)铺设在测坑的底部,开孔的PVC塑料管平放在反滤层中。试验的土壤层均匀地装入测坑中。水位观测管的下端埋设在土层下部,在土壤表层上的测坑内侧壁设置水温测试装置,供水水箱安装在设置的滑轨上,接好水管、控制阀门和排水控制阀门。在试验开始前,通过注水对供水水箱充水,打开控制阀门,供水水箱中的水进入到测坑土壤层中,观察设置在测坑土壤层下部的水位观测管中的水位,直到满足试验设定的水位高度为止。当需要进行控制排水试验时,关闭控制阀门,打开排水控制阀门,观察水位观测管中的水位高度,土壤层中的水位下降到试验设定的高度时,关闭排水控制阀门,对土壤中排出的土壤水进行分析,减少农业非点源污染的输出,实现农田排水的多目标控制。也可不开启排水控制阀门,而保持控制阀门的开启,而同时降低供水水箱的高度,使土壤水回流入供水水箱,反复利用重复使用,可节省试验用水量。
本发明能研究作物不同的受涝渍的情况对作物生长发育造成的影响,通过测坑试验,可求得作物淹水深度、淹水历时与产量的关系,为确定除涝排水设计标准提供依据;测定作物在不同生育阶段、不同受渍程度对作物生长发育的影响,求得不同受渍因子与产量的关系,为确定排渍设计标准及水管理提供依据;在盐碱地区确定排水标准的作物耐盐、耐碱试验;地下水临界深度试验等;具有造价低廉、安装简单、观测方便和测量试验范围广的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1所示,一种排水试验测坑,它包括测坑1、反滤层2、土层3、水管4、水位观测管5、水温测试装置6和可移动供水水箱7;所述测坑1为敞口的桶状结构,测坑1底部铺设有反滤层2,测坑1内的反滤层2上表面均匀铺设有土层3,测坑1下部的两侧壁上分别开设有通孔11、12,所述水管4穿过测坑1一侧的通孔11水平埋设于反滤层2中,所述水位观测管5固定连接于测坑1另一侧的通孔12处,且水位观测管5的管口朝上,水温测试装置6固定于测坑1内壁上部,所述可移动供水水箱7滑动连接于测坑1外侧壁处,所述水管4固定连接于可移动供水水箱7底部。
在所述测坑1和供水水箱7之间的水管4上设有供水水箱控制阀门8和排水控制阀门9。
所述测坑1为用混凝土浇铸的测坑,所述测坑1为方形桶状结构。
所述反滤层2由3层砾石和粗砂组成,顺着水流的方向砾石和粗砂颗粒逐渐增大,所述反滤层2的高度为25cm。
所述穿设有水管4的通孔11开设于靠近测坑1内反滤层2底部的测坑1侧壁处;所述固定连接有水位观测管5的通孔12开设于靠近测坑1内土层3底部的测坑1侧壁处;所述水温测试装置6设置于靠近测坑1内土层3表层的测坑1内侧壁上。
所述水平埋设于反滤层2中的水管4沿水管垂向设有13个开孔41。
所述水位观测管5为“L”型透明管体,该水位观测管5短臂端与靠近测坑1内土层3表层的测坑1内侧壁上的通孔12固定连接。
所述可移动供水水箱7由敞口的供水水箱71和滑轨72构成,所述滑轨72纵向固定于测坑1外侧壁上,所述敞口的供水水箱71滑动配合于滑轨72上,且供水水箱71敞口边缘开设有溢流口711。
如上所述,本发明一种排水试验测坑,所述的实施例及图,只是本发明较好的实施效果,并不是只局限于本发明,凡是与本发明的结构、特征等近似、雷同者,均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种排水试验测坑,其特征在于:它包括测坑(1)、反滤层(2)、土层(3)、水管(4)、水位观测管(5)、水温测试装置(6)和可移动供水水箱(7);所述测坑(1)为敞口的桶状结构,测坑(1)底部铺设有反滤层(2),测坑(1)内的反滤层(2)上表面均匀铺设有土层(3),测坑(1)下部的两侧壁上分别开设有通孔(11)、(12),所述水管(4)穿过测坑(1)一侧的通孔(11)水平埋设于反滤层(2)中,所述水位观测管(5)固定连接于测坑(1)另一侧的通孔(12)处,且水位观测管(5)的管口朝上,水温测试装置(6)固定于测坑(1)内壁上部,所述可移动供水水箱(7)滑动连接于测坑(1)外侧壁处,所述水管(4)固定连接于可移动供水水箱(7)底部。
2.根据权利要求1所述的一种排水试验测坑,其特征在于:在所述测坑(1)和供水水箱(7)之间的水管(4)上设有供水水箱控制阀门(8)和排水控制阀门(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述测坑(1)为用混凝土浇铸或用混凝土抺面砖砌的测坑,所述测坑(1)为方形桶状结构。
4.根据权利要求3所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述反滤层(2)由2~4层砾石和粗砂组成,顺着水流的方向砾石和粗砂颗粒逐渐增大,所述反滤层(2)的高度为20~30cm。
5.根据权利要求4所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述穿设有水管(4)的通孔(11)开设于靠近测坑(1)内反滤层(2)底部的测坑(1)侧壁处;所述固定连接有水位观测管(5)的通孔(12)开设于靠近测坑(1)内土层(3)底部的测坑(1)侧壁处;所述水温测试装置(6)设置于靠近测坑(1)内土层(3)表层的测坑(1)内侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述水平埋设于反滤层(2)中的水管(4)沿水管垂向设有至少一个开孔(41)。
7.根据权利要求6所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述水位观测管(5)为“L”型透明管体,该水位观测管(5)短臂端与靠近测坑(1)内土层(3)表层的测坑(1)内侧壁上的通孔(12)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种排水试验测坑,其特征在于:所述可移动供水水箱(7)由敞口的供水水箱(71)和滑轨(72)构成,所述滑轨(72)纵向固定于测坑(1)外侧壁上,所述敞口的供水水箱(71)滑动配合于滑轨(72)上,且供水水箱(71)敞口边缘开设有溢流口(711)。
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