CN207198008U - 一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统，包括分别装有不同矿化度入渗水的第一马氏筒和第二马氏筒，所述第一马氏筒的底部连接有第一输水管，所述第一输水管上设有第一流量控制开关，所述第二马氏筒的底部连接有第二输水管，所述第二输水管上设有第二流量控制开关，所述第一输水管和第二输水管的端部汇合至混合管，所述混合管的底部设有滴头，所述滴头向所述试验土箱内的土体提供混合入渗水。通过第一流量控制开关和第二流量控制开关，来调节第一马氏筒和第二马氏筒的流量，并将矿化度不同的入渗水混合后供给滴头，可以精确控制交替入渗的水质及流量，提高试验精度，省时省力，成本低。

Description

一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统

技术领域

本实用新型涉及微咸水灌溉技术领域，特别是涉及一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统。

背景技术

淡水资源匮乏是世界性的问题，对农业生产和生态环境均构成了严重的威胁。我国是一个水资源大国，但人均淡水水资源占有量及单位土地面积水资源拥有量却远远低于世界平均水平，区域性缺水和季节性缺水较为严重。然而我国浅层地下微咸水资源较为丰富，因而除了采取一定的措施提高淡水资源的利用效率外，合理开发利用微咸水资源已成为微咸水分布地区解决水资源短缺的一条有效途径。国内外大量研究和实践证明科学合理的开发利用微咸水资源，对于缓解淡水资源短缺、扩大农业水源、抗旱增产有着极其重要的作用。

利用微咸水进行农业灌溉，其成功的关键在于是否能够控制土壤中的盐分累积达到限制作物生长的水平，以尽量减轻盐分对作物的危害程度。大量研究结果表明采用滴灌的方式进行微咸水灌溉，比传统的地面灌溉在减少水资源消耗的同时可获得更高的产量。一方面滴灌能够适时适量地进行灌溉，在作物根区创造出适宜的水、肥、气、热条件，另一方面由于淋洗作用，盐分向湿润锋附近积累，因而滴头下土壤含盐量比较小，有利于作物生长。

采用微咸水灌溉时，供水方式一般有两种形式：一种是将地下赋存的微咸水与淡水资源按本次灌水周期要求的灌溉水矿化度按一定比例混合后，引入田间进行灌溉的方式，称为咸淡水混灌；另外一种是按本次灌水周期要求的灌溉水矿化度及水量计算出所需微咸水及淡水的量后，分别将两种水引入田间进行灌溉的方式，称为咸淡水交替灌溉。采用同一种矿化度的微咸水进行灌溉，供水方式不同，灌溉水分及盐分在土壤中的分布不同，对作物生长及产量的影响亦不同。

根据作物及土壤条件，可以选择先用微咸水灌溉后用淡水灌溉，或者先用淡水灌溉后用微咸水灌溉。由于灌溉前不需要将两种不同矿化度的灌溉水进行混合的配水设施，因此交替灌溉在实际操作中简单易行。利用咸淡水交替灌溉时，选择合理的咸淡水交替顺序和灌溉水矿化度是减少土壤盐分累积的关键。

交替滴灌是在同一灌水周期内，交替使用咸水和淡水进行灌溉的一种滴灌灌水方法。与传统的微咸水滴灌相比，交替滴灌通过调节咸淡水交替次序可以有效调节水盐在土壤中的分布特征，因此根据土壤质地、作物品种、生育阶段、作物根系分布等选择适宜的灌溉水矿化度、咸淡水交替次序及交替滴灌参数，在淡水资源有限的情况下，一方面可以提高微咸水资源的利用率并最大程度的减小微咸水对作物的不利影响，另一方面可以有效缓解土壤盐渍化危机，进而提高土地资源的利用率。

滴灌过程属于典型的点源供水条件下土壤入渗过程，对点源供水条件下土壤入渗过程、土壤湿润体变化特征值及其影响因素的研究，是正确设计灌溉系统及对田间作物水分进行高水平管理的前提和基础。由于不同地区由于土质、作物类型、气候和水文条件和社会经济条件不同，采用交替方式也不同，因此需要根据当地实际情况开展研究，探讨合理交替水质及交替次序，针对于试验区的土壤及水质开展交替入渗试验，研究不同的滴头流量、滴头间距、入渗水质组合及咸淡水交替次序下湿润锋的范围、形状、大小及其湿润体含水率、含盐量的分布特征，以探求合理的水质组合及咸淡水交替灌溉次序。

交替入渗试验属于典型的点源供水条件下土壤入渗过程，入渗试验系统和点源入渗试验系统相似，点源入渗试验系统一般包括恒压供水系统和土箱两大部分。普通的点源入渗恒压供水系统一般仅为一个恒压水箱或马氏筒，但交替入渗试验由于试验过程中需要变换入渗水矿化度，其一般都需要多个马氏筒以提供不同矿化度的入渗水质。

供水系统的作用是为整个试验过程提供试验要求的入渗水质及流量，目前常用的主要有以下几种形式：

A.马氏筒+医用输液器+滴头：马氏筒提供恒定水头，滴头流量大小通过调节输液器上的滚轮，外加量筒率定确定。这种形式的优点的简易，成本低；缺点流量预达到某一试验要求数值，需反复调节率定，费时费力，且流量难于精准控制。由于马氏筒换水装水需要一定的时间去操作，在不终止试验的情况下，一次试验中一个马氏筒只可以提供一种矿化度的入渗水，因此交替滴灌试验通常要用几个供水装置交替工作才能完成，供水装置需求多，成本高。

B.马氏筒+输水软管+医用注射针头：马氏筒提供恒定水头，滴头流量大小通过调节马氏筒的高度和针头的型号，外加量筒率定确定。方法优缺点同A。

C.水池+恒流泵+输水软管+滴头：水池提供水源，恒流泵提供恒定流量，通过输水软管输送至滴头进行点源入渗试验。这种形式的优点是流量可以精准控制，一次试验中一套供水系统配上多个储水桶便可以完成试验；缺点是成本较高，且是以电力做为驱动力的，试验过程中如果停电，则试验失败。对于上述几种，目前方式A、B应用较多，C相对较少。以上几种方式均存在缺点，因此，有必要设计一种更好的试验供水系统，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可以精确控制交替入渗的水质及流量，提高试验精度，省时省力，成本低的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统，包括分别装有不同矿化度入渗水的第一马氏筒和第二马氏筒，所述第一马氏筒的底部连接有第一输水管，所述第一输水管上设有第一流量控制开关，所述第二马氏筒的底部连接有第二输水管，所述第二输水管上设有第二流量控制开关，所述第一输水管和第二输水管的端部汇合至用于提高液体混合均匀度的混合管，所述混合管的底部设有滴头，所述滴头向所述试验土箱内的土体提供混合入渗水。

进一步，所述滴头上设有可停止供水、实现间歇入渗的停止开关。

进一步，所述第一马氏筒或/和所述第二马氏筒的两侧设有供水水位，当所述供水水位与所述滴头之间的高度差达到一定值时，通过调节所述第一流量控制开关或/和第二流量控制开关的开度，使所述第一马氏筒或/和第二马氏筒提供恒定流量。

进一步，所述第一流量控制开关或/和所述第二流量控制开关上设有数值和旋钮，当需要调节时，将所述旋钮旋转至相应的数值即可。

进一步，所述混合管的下部设有混合腔，所述混合腔的直径大于所述混合管上部的直径。混合管的作用主要是使得由所述第一输水管和第二输水管注入其中的两种水质混合得更加均匀。

进一步，所述第一马氏筒或/和所述第二马氏筒的一侧通过支架支撑固定。

进一步，所述第一马氏筒和所述第二马氏筒内分别装有淡水矿化度1g/L和咸水矿化度6g/L的入渗水。

本实用新型的有益效果：

通过第一流量控制开关和第二流量控制开关，来调节第一马氏筒和第二马氏筒的流量，并将矿化度不同的入渗水混合后供给滴头，可以精确控制交替入渗的水质及流量，提高试验精度，省时省力，成本低。

附图说明

图1为本实用新型可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统的结构示意图；

图中，1—第一马氏筒、2—第一输水管、3—第一流量控制开关、4—第二马氏筒、5—第二输水管、6—第二流量控制开关、7—混合管、8—混合腔、9—滴头、10—停止开关、11—试验土箱、12—土体、13—供水水位、14—支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1，本实用新型提供一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统，包括分别装有不同矿化度入渗水的第一马氏筒1和第二马氏筒4，第一马氏筒1或/和第二马氏筒4的一侧通过支架14支撑固定。在本实施例中，第一马氏筒1和第二马氏筒4内分别装有淡水矿化度1g/L和咸水矿化度6g/L的入渗水。

第一马氏筒1的底部连接有第一输水管2，第一输水管2上设有第一流量控制开关3，通过第一流量控制开关3调节第一马氏筒1的流量。第二马氏筒4的底部连接有第二输水管5，第二输水管5上设有第二流量控制开关6，通过第二流量控制开关6调节第二马氏筒4的流量。第一马氏筒1或/和第二马氏筒4的两侧设有供水水位13，当供水水位13与滴头9之间的高度差达到一定值时，通过调节第一流量控制开关3或/和第二流量控制开关6的开度，使第一马氏筒1或/和第二马氏筒4提供固定不变的流量。在试验过程中通过调节第一流量控制开关3和第二流量控制开关6的流量来实现预期流量和入渗水矿化度，需要改变流量和矿化度时，计算出第一马氏筒1和第二马氏筒4分别的出水流量，然后调节第一流量控制开关3和第二流量控制开关6。第一流量控制开关3或/和第二流量控制开关6上设有数值和旋钮，当需要调节时，将旋钮旋转至相应的数值即可。

第一输水管2和第二输水管5的末端部汇合至混合管7，混合管7的底部设有滴头9，滴头9向试验土箱11内的土体12提供混合入渗水。混合管7的下部设有混合腔8，混合腔8的直径大于混合管7上部的直径，使得两种矿化度的水质在入渗前可以在混合管7和混合腔8内充分混合，最终滴头9出水矿化度和流量达到试验要求。为了辅助该供水系统实现间歇入渗功能，方便在试验过程中及试验结束后停止供水，在滴头9上设置停止开关10，通过控制停止开关10的开、停，从而控制滴头9供水时间，实现间歇入渗功能，同时可在试验结束时停止供水。

本实用新型通过第一流量控制开关3和第二流量控制开关6，来调节第一马氏筒1和第二马氏筒4的流量，并将矿化度不同的入渗水充分混合后供给滴头9，使滴头9出水的矿化度和流量达到试验要求，可以精确控制交替入渗的水质及流量，提高试验精度，省时省力，成本低。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统，其特征在于，包括：分别装有不同矿化度入渗水的第一马氏筒和第二马氏筒，所述第一马氏筒的底部连接有第一输水管，所述第一输水管上设有第一流量控制开关，所述第二马氏筒的底部连接有第二输水管，所述第二输水管上设有第二流量控制开关，所述第一输水管和第二输水管的端部汇合至混合管，所述混合管的底部设有滴头，所述滴头向用于试验的土体提供混合入渗水。

2.根据权利要求1所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述滴头上设有可停止供水、实现间歇入渗的停止开关。

3.根据权利要求1所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述第一马氏筒或/和所述第二马氏筒的两侧设有供水水位，当所述供水水位与所述滴头之间的高度差达到一定值时，通过调节所述第一流量控制开关或/和第二流量控制开关的开度，使所述第一马氏筒或/和第二马氏筒提供恒定流量。

4.根据权利要求3所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述第一流量控制开关或/和所述第二流量控制开关上设有数值和旋钮，当需要调节时，将所述旋钮旋转至相应的数值即可。

5.根据权利要求1所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述混合管的下部设有混合腔，所述混合腔的直径大于所述混合管上部的直径。

6.根据权利要求1所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述第一马氏筒或/和所述第二马氏筒的一侧通过支架支撑固定。

7.根据权利要求1所述的可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统,其特征在于：所述第一马氏筒和所述第二马氏筒内分别装有淡水矿化度1g/L和咸水矿化度6g/L的入渗水。