CN104698140A - 经济实用型可调节地下水位蒸渗仪 - Google Patents

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孟国霞
孙小平
罗朋
牛永华
张小明
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Abstract

本发明提供一种经济实用型可调节地下水位蒸渗仪,其由蒸渗箱、观测筒、自动供排水系统构成;蒸渗箱由箱体、设置于箱体内底部的反滤层、回填土构成;观测筒用于放置自动供排水系统,并通过供排水管道与蒸渗箱连通,观测筒的内底部设有排水承接桶;自动供排水系统包括可调升降吊装装置,其内并排设置有一个或多个串联的标有刻度的马氏瓶、水位平衡杯;水位平衡杯的底部有三根管道分别与蒸渗箱、一个或多个马氏瓶以及溢流管联通,溢流管的上开口与控制水位线相平,水位平衡杯的上口与大气相通,溢流管的下口通入所述排水承接桶内。本发明的结构简单、安装方便、造价低廉、适用范围广,设计合理,操作简单,数据准确,可靠。

Description

经济实用型可调节地下水位蒸渗仪
技术领域
本发明涉及水文水资源、林业、气象、生态等多领域,用于测定农作物、树木、草地等蒸腾量和土壤潜水蒸发量的蒸渗仪。
背景技术
蒸渗仪分称重式蒸渗仪和非称重式蒸渗仪。称重式蒸渗仪有机械式、液压式、电子称重式。传统的测坑式地中蒸渗仪属于非称重式蒸渗仪,但与称重式蒸渗器一样一般均需设置地下观测室,对土壤环境破坏性较大,结构复杂,施工难度大,价格昂贵,运行成本高,不便普及使用。
发明内容
为解决现有技术缺陷与不足,本发明的目的就是提供一种结构简单、使用方便、造价低、适用范围广,设计合理,操作简单,数据准确、可靠的,可实现模拟地下水位在一定范围内自由调节控制、自动补水,准确计量;可测定降雨或灌溉后深层渗漏量,可长期定位观测的新型的土壤蒸渗仪。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种经济实用型可调节地下水位蒸渗仪,其由蒸渗箱、观测筒、自动供排水系统构成;
所述蒸渗箱由箱体、设置于箱体内底部的反滤层、回填土构成;
所述观测筒用于放置所述自动供排水系统,并通过供排水管道与所述蒸渗箱连通,观测筒的内底部放置有带刻度的排水承接桶;
所述自动供排水系统包括可调升降吊装装置,其内并排设置有一个或多个串联的标有刻度的马氏瓶、水位平衡杯;水位平衡杯的底部有三根管道分别与所述蒸渗箱、所述一个或多个马氏瓶以及溢流管联通,所述溢流管的上开口与控制水位线相平,所述水位平衡杯的上口与大气相通,溢流管的下口通入所述带刻度的排水承接桶内。
所述蒸渗箱的深度应满足回填土深度大于地下水活动范围的要求,所述蒸渗箱的材质根据箱体大小可选择钢板、塑料板、玻璃钢等材料,横截面可以是圆形的也可以是方形的,面积大小可根据试验实际参照有关规范确定。
所述蒸渗箱上沿的安装位置应设置在耕作层下面,以不影响耕作为准,箱体上沿可设置从地面能够方便准确找到箱体位置的标志物。
所述蒸渗箱底部设渗漏水收集管与所述供排水管相连。
所述反滤层由不同粒径的砂石分层铺设组成,总厚度应在20cm以上;回填土按原土层次依次回填,尽量做到容重与原状土接近。
所述观测筒直径约1m,深度以底部比蒸渗箱底部低50cm,地面以上出露50cm为宜,便于收集渗漏水和人员出入。
所述可调升降吊装装置由吊装托板和定位滑轮、钢丝组成。
所述观测筒内设爬梯,其用于人员出入,高度根据观测筒的深浅确定。
所述观测筒的上端口还设有筒盖。
相对于现有技术,本发明的优点在于:
该发明可应用于农林水气生态等领域,用于测定植物的蒸腾蒸发量、土壤潜水蒸发量、降雨利用量、深层渗漏量和地下水利用量等。本发明的特点是结构简单、安装方便、造价低廉、适用范围广,设计合理,操作简单,数据准确,可靠。
附图说明
图1是本发明实施例的蒸渗仪的剖面示意图;
图2是图1中的自动供排水系统的剖面放大示意图。
具体实施方式
本实施例提供一种经济实用型可调节地下水位蒸渗仪,其由蒸渗箱1、观测筒3及自动供排水系统构成。
所述蒸渗箱1由箱体11、设置于箱体11内底部的反滤层12、回填土(回填至箱体11内)、供排水管道14构成。所述观测筒3用来放置所述自动供排水系统,并通过所述供排水管道14与所述蒸渗箱1连通;所述自动供排水系统由标有刻度的马氏瓶21、水位平衡杯22、可调升降吊装装置23构成,所述水位平衡杯22是控制水位高低和收集排水的装置。
所述蒸渗箱1的大小根据试验的要求确定,高度根据当地地下水位活动范围确定,需保证蒸渗箱1内的回填土深度大于地下水活动范围,材质根据箱体大小可选择钢板、塑料板、玻璃钢等材料,横截面可以是圆形的也可以是方形的,面积大小可根据试验实际参照有关规范确定。蒸渗箱1上沿的安装位置应设置在耕作层下面,以不影响耕作为宜,箱体上沿可设置从地面能够方便准确找到箱体位置的标志物15。蒸渗箱1底部设渗漏水收集管与供排水管14相连;反滤层12由不同粒径的砂石分层铺设组成,总厚度在20cm以上;回填土按原状土层次依次回填,尽量做到容重与原状土接近。
所述观测筒3是容置所述自动供排水系统并供其进行供排水计量和收集排水的场所,可替代传统蒸渗仪系统中的地下观测室,结构简单,施工方便,经济实用。观测筒直径约1m即可,深度以底部比所述蒸渗箱1底部低50cm,地面以上出露50cm为宜,便于收集渗漏水和人员出入。观测筒3内底部放置标有刻度的排水承接桶31。
所述自动供排水系统的可调升降吊装装置23内,设有所述马氏瓶21及水位平衡杯22,马氏瓶21是保持恒水位持续供水的装置,根据蒸渗箱1的大小,蒸发量的大小和要求观测精度设计其直径大小,马氏瓶21高低以观测方便为宜,如果一个马氏瓶容量不足,是可以将几个马氏瓶进行串联使用,如图1及图2所示的两个马氏瓶21串联,这也是本发明的一个创新点;水位平衡杯22是控制蒸渗箱1内水位和接收供水与排水的装置,底部有三根管道分别与所述蒸渗箱1、所述马氏瓶21、溢流管25联通,溢流管25的上开口就是控制水位线,平衡杯22上口与大气相通,其大小没有要求,溢流管25的下端与所述排水承接桶31连通。所述可调升降吊装装置23由托板和定位滑轮231、钢丝组成,作用是将马氏瓶21与水位平衡杯22同时升降,使控制水位满足试验要求;爬梯39是从观测筒3出入的工具,根据观测筒3的深浅设计大小,如果观测筒3很浅,可以省略爬梯;筒盖36是为保护筒内装置设置的。
所述供排水管道14根据埋设深度和流量大小选择管径,埋设深度大时一般要选择管道较粗,强度较高的,防止被土体压坏,蒸渗箱1到观测筒3间的管道长度应满足试验要求,观测筒3内供排水管道14出口应设控制阀门,阀门后与平衡杯22连接的管道以及平衡杯22与马氏瓶21连接的管道应使用软管且管径适当细些,便于升降。
按设计安装好以后,首先通过供排水管道14向蒸渗箱1内注水,待水面到达土壤表面,将土壤浸泡,使土壤密实,并将多余的重力水排除掉。将水位平衡杯22的溢流管25上口与马氏瓶21的进气管下口对齐,组成水位控制线,并将水位控制线,通过吊装装置,调整到设计水位。给马氏瓶21加水时,首先关闭连通两个马氏瓶21之间的管道的阀门17、连通马氏瓶21和水位平衡杯22之间的管道的阀门18,拧开上盖,加满水,再拧紧上盖,打开阀门17、18,读出两个马氏瓶21的初始水位。根据马氏瓶21的水位差计算供水量,读取排水承接桶31的水位计算排水量。
应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种经济实用型可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:
其由蒸渗箱、观测筒、自动供排水系统构成;
所述蒸渗箱由箱体、设置于箱体内底部的反滤层、回填土构成;
所述观测筒用于放置所述自动供排水系统,并通过供排水管道与所述蒸渗箱连通,观测筒的内底部放置排水承接桶;
所述自动供排水系统包括可调升降吊装装置,其内并排设置有一个或多个串联的标有刻度的马氏瓶、水位平衡杯;水位平衡杯的底部有三根管道分别与所述蒸渗箱、所述一个或多个马氏瓶以及溢流管联通,所述溢流管的上开口与控制水位线相平,所述水位平衡杯的上口与大气相通,溢流管的下口通入所述排水承接桶内。
2.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述蒸渗箱内的回填土深度大于地下水活动范围,所述蒸渗箱的材质为钢板、塑料板或玻璃钢,其横截面形状为圆形或方形。
3.根据权利要求1或2所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述蒸渗箱上沿设置在耕作层下面。
4.根据权利要求3所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述蒸渗箱底部设渗漏水收集管与所述供排水管相连。
5.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述反滤层由不同粒径的砂石分层铺设组成,总厚度在20cm以上;回填土按原土层次依次回填,其容重与原状土接近。
6.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述观测筒直径为1m左右,深度以底部比蒸渗箱底部低50cm,地面以上出露50cm。
7.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述可调升降吊装装置由托板和定位滑轮、钢丝组成。
8.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述观测筒内设爬梯,其用于人员从观测筒出入,高度根据观测筒的深浅确定。
9.根据权利要求1所述的可调节地下水位蒸渗仪,其特征在于:所述观测筒的上端口设有筒盖。
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