CN206209420U - 一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，包括预埋在试验土体下方反滤层内的渗水管网，渗水管网连接在溢流盒的一侧，溢流盒的另一侧连接水管b，四通接头上分别连接有水管b、水管c、水管d及水管e，水管b、水管c、水管e上分别相应设有电动阀a、电动阀c及电动阀b，水管d还连接在马氏瓶的底部，马氏瓶的一侧设有气管a，气管a上设有电动阀e马氏瓶的上端设有气管b，气管b上设有电动阀d，马氏瓶内设有液位传感器；溢流盒内竖直设有导管，导管连接在翻斗流量计上；电动阀a、电动阀b、电动阀c、电动阀d、电动阀e、液位传感器及翻斗流量计均连接上位机，本装置用于使试验土体的地下水位维持恒定。

Description

一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置

技术领域

本实用新型属于地下水位控制技术领域，具体涉及一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置。

背景技术

地下水位较浅的地区，地下水补给是作物需水量的重要组成，某些情况下可达作物需水量15％～95％；灌溉条件下，深层渗漏量亦可达作物需水量10％左右甚至更高。因而，在农作物有关需水量的试验中，地下水位变化是水量平衡计算中不可缺少的一项，但实际中，田间地下水位变化较为复杂，测定困难。为了定量地确定地下水位变化对作物需水过程的影响，并便于试验操作和简化水量平衡计算，需要在恒定的地下水位条件下研究作物需水规律。

传统恒定地下水位的方法是利用管道人工补排水来恒定地下水位，精度较低，且工作强度大。研究者做出改进，用水箱或马氏瓶供水，用溢流管排水。而水箱供水受阀门控制，避免高频的开关供水，大都采取一定水位段补水，时间连续性不及马氏瓶供水，而马氏瓶体积有限，对马氏瓶补水不方便。因此需要设计一套补水较连续、工作强度小的控制水位平衡的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，用于使试验土体的地下水位维持恒定，便于对作物的需水规律进行研究。

本实用新型所采用的技术方案是，一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，包括预埋在试验土体下方反滤层内的渗水管网，渗水管网包括至少两根平行设置的水管a，水管a的一端封闭，水管a的另一端端口与水管f连通，水管f上设有接口，接口连接在溢流盒的一侧，溢流盒的另一侧连接水管b的一端，水管b上设有电动阀a，接口与水管b均与溢流盒的内部连通，水管b的另一端连接在四通接头的第一端口上，四通接头的第二端口上连接有水管c的一端，水管c上设有电动阀c，水管c的另一端连接水箱；四通接头的第三端口连接水管d的一端，水管d的另一端连接在马氏瓶的底部并与马氏瓶内部连通，马氏瓶的一侧设有气管a，气管a上设有电动阀e，气管a与马氏瓶内部连通并靠近马氏瓶的底部设置，马氏瓶的上端设有气管b，气管b上设有电动阀d，马氏瓶内设有液位传感器；四通接头的第四端口连接水管e，水管e上设有电动阀b；溢流盒内竖直设有导管，导管的上端位于溢流盒内，导管的下端从溢流盒的底部穿出并连接在翻斗流量计上；电动阀a、电动阀b、电动阀c、电动阀d、电动阀e、液位传感器及翻斗流量计均连接在上位机上。

本实用新型的特点还在于，

其中接口与水管b均沿水平方向设置，且接口与水管b位于同一直线上，导管的上端端面高于接口、水管b所在直线。

其中水管a的管壁上均匀排布有透水孔，透水孔设置在水管a的上表面管壁上。

其中透水孔的孔径为1mm～3mm。

其中透水孔上设有尼龙纱网或不锈钢纱网。

其中液位传感器为磁致伸缩液位传感器。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提出的采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，通过液位传感器和翻斗流量计将液位信息传输给上位机，上位机控制电动阀a、电动阀b、电动阀c及电动阀d的开合，从而根据试验土体的需水情况对地下水进行排出和补充，减小了工作强度，为研究作物需水规律提供了有利保障。

附图说明

图1是本实用新型一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置中渗水管网的俯视图。

图中，1.水管a，2.溢流盒，3.导管，4.翻斗流量计，5.水管b，6.水管c，7.水管d，8.水管e，9.四通接头，10.电动阀a，11.电动阀b，12.电动阀c，13.电动阀d，14.水箱，15.气管a，16.上位机，17.马氏瓶，18.容器，19.试验土体，20.反滤层，21.液位传感器，22.气管b，23.水管f，24.接口，25.透水孔，26.电动阀e。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，结构如图1所示，包括预埋在试验土体19下方反滤层20内的渗水管网，试验土体19装在容器18内部；如图2所示，渗水管网包括至少两根(水平)平行设置的水管a1，水管a1的一端封闭，水管a1的另一端端口与水管f23连通(水管f23的管壁上分布有与水管a1数量相同的管接头，水管a1通过管接头与水管f23的内部连通)，水管f23的中间位置设有接口24(水管a1与水管f23预埋在反滤层20内，接口24位于容器18的外部)，接口24连接在溢流盒2的一侧，溢流盒2的另一侧连接水管b5的一端，水管b5上设有电动阀a10，接口24与水管b5均与溢流盒2的内部连通，水管b5的另一端连接在四通接头9的第一端口上(四通接头9有四个端口)，四通接头9的第二端口上连接有水管c6的一端，水管c6上设有电动阀c12，水管c6的另一端连接水箱14；四通接头9的第三端口连接水管d7的一端，水管d7的另一端连接在马氏瓶17的底部并与马氏瓶17内部连通，马氏瓶17的一侧设有气管a15，气管a15上设有电动阀e26，气管a15与马氏瓶17内部连通且气管a15靠近马氏瓶17的底部设置，马氏瓶17的上端设有气管b22(马氏瓶17通过气管b22维持气压平衡)，气管b22上设有电动阀d13，马氏瓶17内设有液位传感器21；四通接头9的第四端口连接水管e8，水管e8上设有电动阀b11；溢流盒2内竖直设有导管3，导管3的上端位于溢流盒2内，导管3的下端从溢流盒2的底部穿出并连接在翻斗流量计4上(溢流盒2的底部开设有有孔，导管3从孔中穿出溢流盒2，孔与导管3的间隙通过密封带密封，确保溢流盒2中的水分不会从孔与导管3的间隙流出)；电动阀a10、电动阀b11、电动阀c12、电动阀d13、电动阀e26、液位传感器21及翻斗流量计4均连接在上位机16上。

其中接口24与水管b5均沿水平方向设置，且接口24与水管b5位于同一直线上，导管3的上端端面高于接口24、水管b5所在直线。

其中水管a1的管壁上均匀排布有透水孔25(水管a1水平设置，透水孔25设置在水管a1的上表面管壁上)，透水孔25的孔径为1mm～3mm，透水孔25上还包裹有尼龙纱网或不锈钢纱网，尼龙纱网或不锈钢纱网主要为了防止沙粒从透水孔25进入水管a1内部，将整个试验装置的管道堵塞。液位传感器21为磁致伸缩液位传感器，其型号为KYDM-FP1M910W-GB01000M1J13-W600。

翻斗流量计4用于测定溢流盒2内的溢流水量(即下渗量)。马氏瓶17为圆柱形结构截面积为S，当马氏瓶17向溢流盒2供水时马氏瓶17内水位下降，液位传感器21可测量出水位下降值Δh并可计算出供水量Q(Q＝S×Δh)。当溢流盒2中水位上涨发生溢流时，翻斗流量计4可测量出溢流水量。

本实用新型一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置的工作原理为，将试验土体19装在容器18内，在试验土体19上种上作物，正常工作时，电动阀a10、电动阀e26打开，电动阀b11、电动阀c12及电动阀d13关闭，通过马氏瓶17向试验土体19供水(马氏瓶17内部预先装有水)，设水位平衡状态为：溢流盒2中的水位、试验土体19中的地下水位及气管a15位于同一水平线上(如图1中与溢流盒2中水位重合的虚线所示)；随着试验的进行，马氏瓶17内水会逐渐减少，因而需要对马氏瓶17进行补水，在上位机16内设定马氏瓶17的水位上下限，当液位传感器21检测到马氏瓶17内的液位低于预先设置的下限水位时，对马氏瓶17进行补水，此时，电动阀a10、电动阀e26及电动阀b11关闭，电动阀c12和电动阀d13打开，当达到马氏瓶17的水位上限时，补水过程结束，补水完成后需要先通过对马氏瓶17进行排水，让马氏瓶17瓶内形成负压(马氏瓶17定水头供水特性要求)，此时电动阀b11、电动阀e26打开(水管e8的下方设有接水装置)，电动阀a1、电动阀c12及电动阀d13关闭，马氏瓶17内会有少量水流出，当马氏瓶17内负压稳定后先关闭电动阀b11再打开电动阀a10即可正常进行试验，上述过程重复进行，使试验土体19内部的地下水位维持在恒定状态，从而进一步对作物的需水规律进行研究。

Claims (6)

1.一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：包括预埋在试验土体(19)下方反滤层(20)内的渗水管网，所述渗水管网包括至少两根平行设置的水管a(1)，水管a(1)的一端封闭，水管a(1)的另一端端口与水管f(23)连通，水管f(23)上设有接口(24)，接口(24)连接在溢流盒(2)的一侧，溢流盒(2)的另一侧连接水管b(5)的一端，水管b(5)上设有电动阀a(10)，接口(24)与水管b(5)均与溢流盒(2)的内部连通，水管b(5)的另一端连接在四通接头(9)的第一端口上，所述四通接头(9)的第二端口上连接有水管c(6)的一端，水管c(6)上设有电动阀c(12)，水管c(6)的另一端连接水箱(14)；所述四通接头(9)的第三端口连接水管d(7)的一端，水管d(7)的另一端连接在马氏瓶(17)的底部并与马氏瓶(17)内部连通，马氏瓶(17)的一侧设有气管a(15)，气管a(15)上设有电动阀e(26)，气管a(15)与马氏瓶(17)内部连通并靠近马氏瓶(17)的底部设置，马氏瓶(17)的上端设有气管b(22)，气管b(22)上设有电动阀d(13)，马氏瓶(17)内设有液位传感器(21)；所述四通接头(9)的第四端口连接水管e(8)，水管e(8)上设有电动阀b(11)；溢流盒(2)内竖直设有导管(3)，导管(3)的上端位于溢流盒(2)内，导管(3)的下端从溢流盒(2)的底部穿出并连接在翻斗流量计(4)上；电动阀a(10)、电动阀b(11)、电动阀c(12)、电动阀d(13)、电动阀e(26)、液位传感器(21)及翻斗流量计(4)均连接在上位机(16)上。

2.根据权利要求1所述的一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：所述接口(24)与水管b(5)均沿水平方向设置，且接口(24)与水管b(5)位于同一直线上，所述导管(3)的上端端面高于接口(24)、水管b(5)所在直线。

3.根据权利要求1所述的一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：所述水管a(1)的管壁上均匀排布有透水孔(25)。

4.根据权利要求3所述的一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：所述透水孔(25)的孔径为1mm～3mm。

5.根据权利要求3或4任一权利要求所述的一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：所述透水孔(25)上设有尼龙纱网或不锈钢纱网。

6.根据权利要求1所述的一种采用马氏瓶法控制地下水位平衡的试验装置，其特征在于：所述液位传感器(21)为磁致伸缩液位传感器。