CN205826459U - 一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，包括土柱筒、含水率探头、气压表、土壤水势探头、天平、马氏瓶和集水烧杯，土柱筒侧壁上设有三个预留孔，三个预留孔上分别设有含水率探头、气压表和土壤水势探头，土柱筒顶部通过导水管与马氏瓶连接，土柱筒底部设有排水通气管，排水管的出水口下方设有集水烧杯，土柱筒设置在天平上，含水率探头、气压表和土壤水势探头通过信号线与数据采集器连接。土柱筒为多节分段设置，相邻的两个土柱筒通过连接凹槽与连接凸槽拼接组合。通过采用上述结构，在研究非饱和土壤中水分运移规律、土壤水分和水势分布规律的基础上，还能够研究气体阻力对非饱和土壤水分入渗规律的影响和土壤中气体运移规律。

Description

一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置

技术领域

本实用新型涉及土壤入渗实验领域，特别是一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置。

背景技术

非饱和土壤是一种三相土，即非饱和土中含有固相（土粒及部分胶结物质）、液相（水和水溶液）和气相（空气和水汽等）。水流在非饱和土中入渗即水气两种互不混溶的流体在土壤孔隙中互相替代、驱逐的过程。但气相流动的影响在传统的非饱和带水的入渗研究中通常被忽略，即认为气体的驱替是自由的，在此过程中气相压力与大气压平衡，从而忽略了气相运动以及气相对水相运动产生的影响。因此，水和气的形态、联系及其在非饱和土中的运移是研究水分入渗和溶质运移亟待解决的首要问题。在非饱和带中，气体的存在使得水分入渗研究变得复杂，而对气体的运移规律研究及气压对水分入渗影响的研究仍存在诸多问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，在研究非饱和土壤中水分运移规律、土壤水分和水势分布规律的基础上，还能够研究气体阻力对非饱和土壤水分入渗规律的影响和土壤中气体运移规律。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，包括土柱筒、含水率探头、气压表、土壤水势探头、天平、马氏瓶和集水烧杯，土柱筒侧壁上设有三个预留孔，三个预留孔上分别设有含水率探头、气压表和土壤水势探头，土柱筒顶部通过导水管与马氏瓶连接，土柱筒底部设有排水管，排水管的出水口下方设有集水烧杯，土柱筒设置在天平上，含水率探头、气压表和土壤水势探头通过信号线与数据采集器连接。

优选的方案中，所述的土柱筒为多节分段设置，土柱筒上沿设有连接凹槽，下沿设有连接凸槽，相邻的两个土柱筒通过连接凹槽与连接凸槽拼接组合。

优选的方案中，所述的土柱筒的连接处上箍设有环形止水橡皮圈。

优选的方案中，所述的排水管上设有阀门。

优选的方案中，所述的土柱筒顶端的一个上只设有一个预留孔，马氏瓶的导水管与预留孔连接。

优选的方案中，所述的马氏瓶固定在铁架，马氏瓶上的导水管连接端不低于预留孔的高度。

本实用新型提供的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

（1）在实现常规实验装置能够实现的非饱和土壤中水分运移规律、土壤水分和水势分布规律研究的同时，还能够针对常规实验装置不能实现的气体阻力对非饱和土壤水分入渗规律影响的研究进行实验，能够更加准确获取土壤水分入渗规律对于研究流域水文循环过程和农田水文循环过程具有基础性的作用；

（2）采用分段式的土柱筒，能够在实验开始之前，利用每段土柱筒分层装入土样，能够更加方便的对土样进行装入，同时土柱筒的长度能够根据实验需要增加。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的正视结构示意图。

图2为本实用新型的相邻两段土柱筒连接结构示意图。

图中：土柱筒1，含水率探头2，气压表3，土壤水势探头4，信号线5，连接处6，天平7，排水管8，集水烧杯9，马氏瓶10，铁架11，导水管12，预留孔13，连接凹槽14，连接凸槽15，环形止水橡皮圈16，数据采集器17，阀门18。

具体实施方式

如图中，一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，包括土柱筒1、含水率探头2、气压表3、土壤水势探头4、天平7、马氏瓶10和集水烧杯9，土柱筒1侧壁上设有三个预留孔13，三个预留孔13上分别设有含水率探头2、气压表3和土壤水势探头4，土柱筒1顶部通过导水管12与马氏瓶10连接，土柱筒1底部设有排水管8，排水管8的出水口下方设有集水烧杯9，土柱筒1设置在天平7上，含水率探头2、气压表3和土壤水势探头4通过信号线5与数据采集器17连接。

优选的方案中，所述的土柱筒1为多节分段设置，土柱筒1上沿设有连接凹槽14，下沿设有连接凸槽15，相邻的两个土柱筒1通过连接凹槽14与连接凸槽15拼接组合。采用上述结构，实现土柱筒的分段安装，一方面便于实验前的土样装入，另一方面便于针对实验需要进行土柱筒的高度调节

优选的方案中，所述的土柱筒1的连接处6上箍设有环形止水橡皮圈16。所设置的环形止水橡皮圈16，对土柱筒分段连接处的缝隙进行密封，避免土样中进气或漏水，影响实验结构。

优选的方案中，所述的排水管8上设有阀门18。

优选的方案中，所述的土柱筒1顶端的一个上只设有一个预留孔13，马氏瓶10的导水管12与预留孔13连接。

优选的方案中，所述的马氏瓶10固定在铁架11，马氏瓶10上的导水管12连接端不低于预留孔13的高度。采用上述结构，实现马氏瓶为土柱提供恒定水头。

在实验开始时可将实验用土分层装入土柱筒中，每节土柱筒装土完成后将含水率、水势探头和高精度气压表同个预留孔插入土壤中，一节完成后在将另一节土柱筒安装在本节土柱筒的凹槽上，然后依次完成后续每节土柱筒中的装土、再固定两种探头和高精度气压表工作。将装载完成后的土柱平稳的放置在高精度天平上，安装好信号线，接通电源，最后将马氏瓶通过导水管接到土柱上方提供预订水头，打开水流开关开始实验。土柱筒底端的排水通气阀门可根据实验需要打开或者关闭。

Claims (6)

1.一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，包括土柱筒（1）、含水率探头（2）、气压表（3）、土壤水势探头（4）、天平（7）、马氏瓶（10）和集水烧杯（9），其特征是：土柱筒（1）侧壁上设有三个预留孔（13），三个预留孔（13）上分别设有含水率探头（2）、气压表（3）和土壤水势探头（4），土柱筒（1）顶部通过导水管（12）与马氏瓶（10）连接，土柱筒（1）底部设有排水管（8），排水管（8）的出水口下方设有集水烧杯（9），土柱筒（1）设置在天平（7）上，含水率探头（2）、气压表（3）和土壤水势探头（4）通过信号线（5）与数据采集器（17）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，其特征是：所述的土柱筒（1）为多节分段设置，土柱筒（1）上沿设有连接凹槽（14），下沿设有连接凸槽（15），相邻的两个土柱筒（1）通过连接凹槽（14）与连接凸槽（15）拼接组合。

3.根据权利要求2所述的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，其特征是：所述的土柱筒（1）的连接处（6）上箍设有环形止水橡皮圈（16）。

4.根据权利要求1所述的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，其特征是：所述的排水管（8）上设有阀门（18）。

5.根据权利要求2所述的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，其特征是：所述的土柱筒（1）顶端的一个上只设有一个预留孔（13），马氏瓶（10）的导水管（12）与预留孔（13）连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于研究气体阻力对土壤入渗影响的装置，其特征是：所述的马氏瓶（10）固定在铁架（11），马氏瓶（10）上的导水管（12）连接端不低于预留孔（13）的高度。