CN102645524B - 一种土壤水分蒸发模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种土壤水分蒸发模拟装置，其特征在于：它包括一座体，所述座体上连接一内径可变筒状装置。所述座体包括一底座，所述底座的底部设置有一供水管，所述供水管上设置有一供水阀门。所述内径可变筒状装置包括一套筒，所述套筒的外壁上、下部分别设置有一圈凹槽，所述套筒内设置有一上、下端口向外翻边的筒状弹性内胆，所述弹性内胆的上、下两外翻边分别通过密封卡箍固定连接在所述套筒的上、下两凹槽内，所述弹性内胆外壁与所述套筒内壁之间形成一环形密闭夹层；所述套筒的筒壁上设置有一连通所述环形密闭夹层的充气管，所述充气管上设置有一压力表和一进排气阀门。所述弹性内胆的内部空间填装有待蒸发水分的土壤。它可广泛应用于农业水土工程相关的科学研究中。

Description

一种土壤水分蒸发模拟装置
技术领域
本发明涉及一种农业水土工程技术，特别是关于一种土壤水分蒸发模拟装置。
背景技术
土壤水分蒸发过程是土壤水分散失的主要组成部分，也是农业水土工程研究领域的主要研究内容。由于实验条件的限制，很多研究要通过蒸发装置在室内外模拟土壤水分蒸发过程；其显著特点为，该蒸发过程为一维的土壤水分运动，即土壤中水分垂直向地表运动，并由地表蒸发到大气。在室内外实时准确模拟该一维土壤水分蒸发过程是目前亟待解决的问题。土壤水分蒸发过程主要分为二个阶段，阶段一，水分经土壤运动到地表；在自然状态下，该过程为垂直向上的一维土壤水分运动。阶段二，土壤水分在地表汽化蒸发到大气，这一阶段的驱动能量在自然状态下主要来自太阳辐射。由上述分析可知，精确地模拟自然状态下的土壤水分蒸发过程，要保证蒸发过程中的土壤水分运动为垂直向上的一维运动。
目前，模拟土壤蒸发过程并没有统一的标准方法。常用的方式为在容器内填装原状或扰动的土壤，将容器内的土壤湿润后，放置到室外自然蒸发；也可在室内人工加热表层土壤来模拟太阳辐射，提供土壤蒸发所需能量。上述各种方式的土壤蒸发模拟过程都存在有一个共同的问题，即在蒸发过程中，随着土壤含水量的降低，土壤收缩，体积变小，使土壤与土壤水分蒸发模拟装置的侧壁脱离。这将使部分土壤水分经侧面蒸发，土壤水分运动由原垂直向上的一维运动变为多维运动；因此，模拟过程的误差较大，已不能代表自然状态下的一维土壤水分蒸发过程。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能精确模拟一维土壤水分蒸发过程，且能使模拟装置的侧壁与土壤侧壁始终保持紧密贴合的土壤水分蒸发模拟装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种土壤水分蒸发模拟装置，其特征在于：它包括一座体，所述座体连接一内径可变筒状装置；
所述座体包括一底座，所述底座的底部设置有一供水管，所述供水管上设置有一供水阀门；
所述内径可变筒状装置包括一套筒，所述套筒的外壁上、下部分别设置有一圈凹槽，所述套筒内设置有一上、下端口向外翻边的筒状弹性内胆，所述弹性内胆的上、下两外翻边分别通过密封卡箍固定连接在所述套筒的上、下两凹槽内，所述弹性内胆外壁与所述套筒内壁之间形成一环形密闭夹层；所述套筒的筒壁上设置有一连通所述环形密闭夹层的充气管，所述充气管上设置有一压力表和一进排气阀门。所述弹性内胆的内部空间填装有待蒸发水分的土壤。
所述弹性内胆的内部空间的底部先设置一反滤层，所述反滤层上面填充待蒸发水分的土壤，所述反滤层的材料为大颗粒的石英砂。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在套筒内设置了一弹性内胆，通过密封卡箍固定连接形成环形密闭夹层，因此可以通过向环形密闭夹层内充气放气的方式，调节土壤与蒸发模拟装置内壁之间的间距，使二者始终保持紧密贴合，从而能够精确地获得土壤一维水分蒸发的模拟效果。2、本发明由于在套筒外壁的上、下部分别设置了一圈凹槽，并将弹性内胆的上、下端口通过密封卡箍固定在凹槽内，不但密封效果好，而且安装方便。本发明结构简单，造价低廉，操作方便，它可以广泛应用于农业水土工程相关的科学研究中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一座体10，在座体10上连接一内径可变筒状装置20。
座体10包括一底座11，底座11的底部设置有一供水管12，供水管12上设置有一供水阀门13。
内径可变筒状装置20包括一套筒21，在套筒21的外壁上、下部分别设置有一圈凹槽22，套筒21内设置有一上、下端口向外翻边的筒状弹性内胆23，弹性内胆23的上、下两外翻边分别通过密封卡箍24固定连接在套筒21的上、下两凹槽22内，使弹性内胆23外壁与套筒21内壁之间形成一环形密闭夹层25；套筒21的筒壁上设置有一连通环形密闭夹层25的充气管26，充气管26上设置有一压力表27和一进排气阀门28。
弹性内胆23的内部空间填装有待蒸发水分的土壤30，通过充气管26和进排气阀门28的充气或排气，以及通过压力表27的监测，控制环形密闭夹层25内部的压力，使弹性内胆23的内壁始终与土壤30的侧壁保持紧密贴合，以保证土壤30中的水分不会从侧壁蒸发。
上述实施例中，弹性内胆23的内部空间的底部可以先填装一反滤层40，再在反滤层40的上面填装待蒸发水分的土壤30，这样可防止湿润土壤30时破坏土壤30的结构。反滤层40的材料可以采用大颗粒的石英砂。
本发明使用时，将组装好的内径可变筒状装置20底部与座体10连接，即组成本发明的土壤水分蒸发模拟装置，然后根据土壤水分蒸发的需要，在内径可变筒状装置20内填装土壤30，或者先在内径可变筒状装置20的底部填装反滤层40，再在反滤层40上填装土壤30。土壤填装完成后，打开连接于底座11上的供水阀门13，根据需要湿润土壤30，直至土壤30湿度达到要求时，关闭供水阀门13。将本发明的土壤水分蒸发模拟装置放置在设定的室内或室外蒸发环境中，根据土壤30类型与土壤30的含水量，通过进排气阀门28向环形密闭夹层25内充气或放气，并通过压力表27监测调节环形密闭夹层25内部的压力，使弹性内胆23的内壁始终与土壤30侧壁保持紧密贴合，直至蒸发模拟过程结束。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种土壤水分蒸发模拟装置，其特征在于：它包括一座体，所述座体上连接一内径可变筒状装置；
所述座体包括一底座，所述底座的底部设置有一供水管，所述供水管上设置有一供水阀门；
所述内径可变筒状装置包括一套筒，所述套筒的外壁上、下部分别设置有一圈凹槽，所述套筒内设置有一上、下端口向外翻边的筒状弹性内胆，所述弹性内胆的上、下两外翻边分别通过密封卡箍固定连接在所述套筒的上、下两凹槽内，所述弹性内胆外壁与所述套筒内壁之间形成一环形密闭夹层；所述套筒的筒壁上设置有一连通所述环形密闭夹层的充气管，所述充气管上设置有一压力表和一进排气阀门；所述弹性内胆的内部空间填装有待蒸发水分的土壤。
2.如权利要求1所述的一种土壤水分蒸发模拟装置，其特征在于：所述弹性内胆的内部空间的底部先设置一反滤层，所述反滤层上面填充待蒸发水分的土壤，所述反滤层的材料为大颗粒的石英砂。
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