CN106324224B - 一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，包括供水计量装置、水位调控装置及蒸渗试验池，供水计量装置通过导流管与水位调控装置连接，水位调控装置通过联通管与蒸渗试验池的进水口连接；供水计量装置包括带刻度线的马氏瓶、供水管及溢水管，溢水管的上端口与马氏瓶刻度线的最高刻度平齐，导流管的上端口与马氏瓶刻度线的最低刻度平齐；水位调控装置包括控水瓶及通气管，通气管将控水瓶与外界连通；在控水瓶上设置有调压水位线，导流管的下端口与调压水位线平齐；蒸渗试验池上部为回填土，下部为贮水层，回填土与贮水层的交界处为恒定水位线。本发明能够实现恒定水位调控及其供排水计量，调控水位稳定，补水及时且计量精度高。

Description

一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪
技术领域
本发明涉及土壤数据测量装置领域，具体涉及一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪。
背景技术
蒸渗仪供水方式分为地表供水和地下供水，地表供水蒸渗仪结构简单，可依据土壤水分状况控制供水，直接测定水分供给量、土壤贮水量及土壤渗漏量。大部分蒸渗仪属地下供水方式，通过蒸渗仪底部贮水层，利用土壤毛管力将水分运到植物根部供其吸收利用，蒸渗仪地下供水是模拟植物生长的恒定地下水而设定的，因此蒸渗仪贮水层恒位补水是监测植物水分动态的关键所在。
现有技术中，称重式蒸渗仪应用较为广泛，通过重力、压力和位移的变化精确测定作物的蒸散量，其称重系统不仅结构复杂、造价昂贵，同时利用传感器来控制记录蒸渗仪水位高度的变化，易受水面波动的影响，传感器采集的数据还可能存在一定的误差。而传统的测坑式非称重式蒸渗仪，大部分均基于马利奥特瓶原理，控制水头来调节测坑的供排水量，存在较长时间的补水、调压的过程，势必影响蒸渗仪所需水分的及时补给。
且目前应用于蒸渗仪的水位调控装置包括电子类与机械类控制较为普遍。电子类水位控制可通过传感器监测水位动态并做出相应补水指令，或者设置不同的水位，监测水位控制极并启动开关电路使中间继电器动作完成补水操作，电子类水位调控装置结构简单，动作可靠，但需要稳定的液面环境。机械类水位控制常见有浮球带动水位控制阀调整供水量，或者采用马氏瓶原理控制水头来调节供排水量，或者依靠气压实现自动补水并控制水位。机械类水位控制不需电源可实现自动补水，适用范围广，但水位调控装置固定及其密封性是限制水位控制精度的主要因素，其维护频率较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，该蒸渗仪能够保证蒸渗试验的水分供给，实现恒定水位调控及其供排水计量，调控水位稳定，补水及时，计量精度高，且结构简单，成本较低。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，包括供水计量装置、水位调控装置及蒸渗试验池，所述供水计量装置通过导流管与水位调控装置连接，所述水位调控装置通过联通管与蒸渗试验池的进水口连接；
所述供水计量装置包括带刻度线的马氏瓶、供水管及溢水管，所述供水管及溢水管均与马氏瓶相连通，所述溢水管的上端口与马氏瓶刻度线的最高刻度平齐，所述导流管的上端口与马氏瓶刻度线的最低刻度平齐；
所述水位调控装置包括控水瓶及通气管，所述通气管将控水瓶与外界连通；在所述控水瓶上设置有调压水位线，所述导流管的下端口与调压水位线平齐；
所述蒸渗试验池上部为回填土，下部为贮水层，回填土与贮水层的交界处为恒定水位线。
进一步的，所述蒸渗试验池上恒定水位线的上缘处连通有溢流管。
进一步的，所述蒸渗试验池的进水口位于贮水层的下缘。
进一步的，所述供水管、溢水管及导流管上对应设置有供水阀、溢水阀及导流阀。
本发明一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，该蒸渗仪包括依次连通的供水计量装置、水位调控装置和蒸渗试验池；供水计量装置的溢水管上口端及导流管上口端分别与马氏瓶刻度线上的最高刻度及最低刻度平齐，使实际供水水位始终位于马氏瓶刻度线范围内，直接读数得到供水量；同时，导流管下端口与调压水位线平齐，蒸渗耗水过程中控水瓶中的实际水位与蒸渗试验池实际水位同时下降，致使导流管下端口暴露于大气中实现自动补水，补水过程中控水瓶中的实际水位与蒸渗试验池实际水位同时上升，使导流管下端口侵入到调压水位线所在平面内，形成密闭系统而终止补水；本发明保证了蒸渗试验的水分供给，并实现恒定水位调控及其供排水计量，调控水位稳定，补水及时，计量准确，不受液面环境等因素的限制，且结构简单，成本较低。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪的结构示意图。
图中：1-供水计量装置；11-马氏瓶；12-供水管；13-溢水管；14-刻度线；15-最高水位；16-最低水位；17-马氏瓶塞；18-供水阀；19-溢水阀；2-水位调控装置；21-控水瓶；22-通气管；23-调压水位线；24-控水瓶塞；3-蒸渗试验池；31-回填土；32-贮水层；33-恒定水位线；34-溢流管；35-蒸渗面；4-导流管；5-联通管；6-导流阀。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，包括供水计量装置1、水位调控装置2及蒸渗试验池3，供水计量装置1通过导流管4与水位调控装置2连接，水位调控装置2通过联通管5与蒸渗试验池3的进水口连接；供水计量装置1包括带刻度线的马氏瓶11、供水管12及溢水管13，供水管12及溢水管13均与马氏瓶11相连通，在马氏瓶11的瓶口处设置有马氏瓶塞17，供水管12安装在马氏瓶塞17上，溢水管13的上端口与马氏瓶刻度线14的最高刻度平齐，溢水管13的下端口竖直延伸出马氏瓶11，导流管4的上端口与马氏瓶刻度线14的最低刻度平齐；刻度线14的最高刻度及最低刻度对应为马氏瓶11的最高水位15及最低水位16；水位调控装置2包括控水瓶21及通气管22，通气管22将控水瓶21与外界连通；在控水瓶21的瓶口处设置有控水瓶塞24，通气管22及导流管4均安装在控水瓶塞24上，控水瓶21的瓶身上设置有调压水位线23，导流管4的下端口与调压水位线23平齐；蒸渗试验池3上部为回填土31，下部为贮水层32，回填土31与贮水层32的交界处为恒定水位线33。
回填土31的上表面为蒸渗面35，在供水管12、溢水管13及导流管4上对应设置有供水阀18、溢水阀19及导流阀6。
本发明在安装使用时，首先打开溢水阀19和供水阀18向马氏瓶11供水，观察供水水位达到最高水位15时关闭供水阀18，如供水水位稍高于最高水位15，则多余的水可通过溢水管13溢流排出，同时导流管4端口设置在马氏瓶11的最低水位16上，保证了供水计量水位始终保持在马氏瓶11刻度内，从而达到供水计量的目的；马氏瓶11供水完毕后，关闭溢水阀19，同时打开导流阀6，向控水瓶21供水，控水瓶21与蒸渗试验池3通过联通管5连接形成联通器，如供水水位未达到控水瓶21调压水位线23时，导流管4底口高于实际水位面，并暴露于大气中而正常供水，随着不断的供水，水位逐步上升，当水位达到控水瓶调压水位线23时，导流管4底口侵入到调压水位面内形成密闭系统，马氏瓶11补水停止，使蒸渗试验池3供水水位保持在恒定水位线33上；蒸渗试验池3植物生长消耗水分后，水位下降，导流管4底口暴露于大气中，供水计量装置1恢复正常供水，使水位恢复到调压水位线23上。保证了蒸渗试验的水分供给，并实现恒定水位调控，调控水位稳定，补水及时。
马氏瓶11每次补水时，首先关闭导流阀6，记录马氏瓶11内水位的读数，其读数为相邻补水时间段的供水量，补水时需打开溢水阀19和供水阀18，加水至最高水位，再关闭供水阀18和溢水阀19，打开导流阀6进行供水。
一种优选的实施方式，在蒸渗试验池3上恒定水位线33的上缘处开设有溢流口，在溢流口处连通有溢流管34，如降水或渗漏导致蒸渗试验池3水位高于恒定水位线33时，溢流口溢出多余的水分，经溢流管34排出并进行计量。
在具体操作时，蒸渗试验池3的进水口位于贮水层32的下缘，使得蒸渗仪的结构更为优化。
本发明保证了蒸渗试验的水分供给，并实现恒定水位调控及其供排水计量，调控水位稳定，补水及时，计量准确，不受液面环境等因素的限制，且结构简单，成本(设备成本及维护成本)较低，易于推广使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种简易型地下水恒位补偿蒸渗仪，其特征在于：包括供水计量装置、水位调控装置及蒸渗试验池，所述供水计量装置通过导流管与水位调控装置连接，所述水位调控装置通过联通管与蒸渗试验池的进水口连接；
所述供水计量装置包括带刻度线的马氏瓶、供水管及溢水管，所述供水管及溢水管均与马氏瓶相连通，所述溢水管的上端口与马氏瓶刻度线的最高刻度平齐，所述导流管的上端口与马氏瓶刻度线的最低刻度平齐；
所述水位调控装置包括控水瓶及通气管，所述通气管将控水瓶与外界连通；在所述控水瓶上设置有调压水位线，所述导流管的下端口与调压水位线平齐；
所述蒸渗试验池上部为回填土，下部为贮水层，回填土与贮水层的交界处为恒定水位线；
所述供水管、溢水管及导流管上对应设置有供水阀、溢水阀及导流阀，
所述蒸渗试验池上恒定水位线的上缘处连通有溢流管；
所述蒸渗试验池的进水口位于贮水层的下缘。
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