CN207976370U - 一种测定透水地面入渗速率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测定透水地面入渗速率的装置,其包括中空的容器，容器内设置分水板，液体下流时，所述分水板将液体分流，模拟降雨的情景；容器的下端安装集水环，分流的水进入集水环内；集水环紧密放置在透水地面上，使集水环内的液体能够渗入地面；还包括抽水装置，所述抽水装置与集水环之间通过进水管连通，抽水装置利用进水管抽取集水环内的水流。本实用新型通过调节进气管的高度，形成容器内恒定压力水头，进而模拟形成强度一定的降雨；吸气管与真空泵相接，利用真空泵形成负压吸力，吸取集水环中预定深度以上水分，通过容器内标尺，量取各时刻抽取水体量，进而借助水量平衡方程计算透水地面入渗水量。

Description

一种测定透水地面入渗速率的装置

技术领域

本实用新型属于透水地面入渗速率测定技术领域，涉及一种测定透水地面入渗速率的装置，具体地说，涉及一种基于模拟降雨并借助负压收集积水，来测定透水地面入渗速率的装置。

背景技术

透水地面是作为一种新型、环保、生态地面硬化技术，能够渗透雨水，是海绵城市建设主要的途径之一。它具有连通降水与地下水、降低路面噪音、减轻防洪压力、消弱城市热岛效应等特点，受到大量推广和应用。透水地面渗透速率是透水地面的核心指标，用于衡量透水地面基本特性，也是透水地面施工质量监测的重要指标。透水地面渗透速率目前尚无可行的测定办法。传统的土壤入渗速率多采用入渗环法，但受地面影响，透水地面入渗环无法打入地面，无法形成有效水层；采用倒水的方式，入渗面积无法准确确定；利用降雨来估算，但无法人为控制降雨强度。因此需要寻求一种简便、准确的透水地面入渗率测定办法。装置中的地面水层形成装置采用内外两同心环，内环用来测定入渗速率，外环主要用来保证两环之间水位平衡，在地面以下不形成侧向水流，更与天然降雨状态一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种测定透水地面渗透速率的装置。通过人工模拟降雨，在地表形成一定深度水层，利用真空泵抽取多余水量，借助水量平衡原理即可计算出入渗水量。实现上述目的的技术方案如下：

测定透水地面入渗速率的装置，包括中空的容器，容器内盛装液体，所述容器内设置分水板，液体下流时，所述分水板将液体分流，模拟降雨的情景；

容器的下端安装集水环，分流的水进入集水环内；

集水环紧密放置在透水地面上，使集水环内的液体能够渗入地面；

还包括抽水装置，所述抽水装置与集水环之间通过进水管连通，抽水装置利用进水管抽取集水环内的水流。

优选的，容器顶端设置插孔，插孔内适配的插入进气管，进气管的底端高于分水板，通过调节进气管与分水板之间的高度，使容器内形成恒定压力水头，进而模拟形成一定强度的降雨。

优选的，所述分水板为一盘状结构，分水板的端面上设置数个透水孔，液体通过透水孔下流，模拟降雨的形成。

优选的，所述抽水装置包括呈液管、抽水泵，所述抽水泵与呈液管之间连接吸气管，进水管插入呈液管内，真空泵通过吸气管，使呈液管内形成负压吸力，吸取集水环中预定深度的液体。

优选的，所述呈液管和容器内安装标尺。

优选的，呈液管的底部具有外延的出水管，所述出水管上安装阀门，所述阀门控制排出呈液管内的水流；

所述进水管与吸气管上都安装阀门，阀门分别控制水流和气体的流通。

优选的，进气管的顶部开口上适配的安装密封盖。

优选的，所述集水环为同心圆环体，分别为内环和外环，外环与内环间隔的放置，所述内环的一端与分水板连接，另一端插入或放置在透水面上，外环插入或放置在透水面上。

本实用新型通过调节进气管的高度，形成容器内恒定压力水头，进而模拟形成强度一定降雨；吸气管与真空泵相接，利用真空泵形成负压吸力，吸取集水环中预定深度以上水分，通过容器内标尺，量取各时刻抽取水体量，进而借助水量平衡方程计算透水地面入渗水量。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为分水板示意图；

图3为图1局部放大图；

图4为图3的俯视图；

附图序号说明：容器1、分水板2、透水地面3、进水管4、主管41、分管42、进气管5、橡皮塞6、密封盖7、内环8、外环9、呈液管 10、抽水泵11、吸气管12、标尺13、出水管14、阀门15；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

测定透水地面入渗速率的装置，包括中空的容器1、抽水装置，容器1用来盛装液体，例如水，所述容器1内设置分水板2，液体下流时，分水板2将水流分流，以此来模拟降雨时的情景，形成模拟降雨装置；容器1的下端安装集水环，分流的水进入集水环内；集水环紧密放置在透水面上，例如需要实验的透水地面3上，集水环的作用是聚拢从分水板2流下来的水，使集水环内的液体能够渗入地面；所述抽水装置与集水环之间通过进水管4连通，抽水装置利用进水管4 抽取集水环内的水流，通过进入进水管4的水流速度、容量测量渗入地面的渗水量。容器1顶端设置插孔，插孔内适配的插入进气管5，进气管5的底端高于分水板2，通过调节进气管5与分水板2之间的高度，使容器1内形成恒定压力水头，形成一定强度的降雨，在大气压或预设压力下模拟自然界的降雨。

下面具体描述每个部分的具体结构。

本实用新型中，所述容器1可以是筒状结构，筒状结构的开口朝下设置，开口位置安装分水板2，容器1的顶端设置插孔，插孔内适配的插入进气管5，进气管5的目的是调整容器1内的水头压力和进气，因此进气管5的底端高于分水板2，通过调节进气管5与分水板 2之间的高度，使容器1内形成恒定压力水头，进而模拟形成一定强度的降雨。进气管5与插孔之间需要良好的密封，因此插孔内套入橡皮塞6，进气管5穿过橡皮塞6进入容器1内，橡皮塞6具有一定的弹性，其可以紧密的包裹住插孔与进气管5，避免漏气。进气管5的顶部开口上适配的安装密封盖7，容器1内的水通过进气管5倾倒进去，实验的时候密封盖7将进气管5堵住，容器1内可以安装标尺 13，控制注水的用量。

所述集水环为同心圆环体，分别为内环8和外环9，所述内环8 的一端与分水板2连接，另一端插入或放置在透水面上，外环间隔一定距离插入在透水地面上。内环8和外环9底部为橡胶材质，橡胶材质可以紧密的与透水面接触，集水环放置在待测地点，通过底部橡胶材质与透水地面紧密相接，避免水分向外流动。本实用新型中，所述同心环底部橡胶材质主要是防止水漏出，起到密封作用，内环与外环分别放置，以防止局部地形不平导致的密封不紧，造成漏水的现象。

分水板2为一盘状或板状结构，分水板2的端面上设置数个透水孔，水通过透水孔下滴，模拟降雨的形成。

抽水装置包括呈液管10、抽水泵11，所述抽水泵11与呈液管 10之间连接吸气管12，进水管4插入呈液管10内。真空泵11使吸气管12内形成负压吸力，吸取集水环中预定深度的液体。

为了方便实验，所述进水管4包括主管41与分管42，所述主管 41与分管42垂直连接，主管41从呈液管10的顶部插入，所述分管 42插入集水环内，为了方便吸水，所述分管42的头部略微向下倾斜，调整管口高度至预定高度，使地面形成预定的积水深度。分管42平行于透水地面，方便观察分管42内的水量。对于进水管4、吸气管 12与各部件之间插入连接后，为了密封，最好设置橡胶塞。

本实用新型中，所述真空泵11工作形成负压吸力，呈液管10内的空气通过吸气管12被吸出，从而使呈液管10内也形成负压，因此集水环内的水从进水管4进入呈液管10内，进而借助水量平衡方程计算透水地面入渗水量。

进水量可以通过设置的量尺进行读数，例如可以在集水管上设置刻度，也可以在集水管内放置标尺13，量取各时刻抽取的水体量，本实用新型中以在呈液管10内放置标尺13为例进行说明。

为了方便放掉呈液管10内的水分，呈液管10的底部具有外延的出水管14，所述出水管上安装阀门15，阀门15控制呈液管10内的水流流出。在进水管4与吸气管12上也都安装阀门15，所述阀门15 分别控制水流和气体的流通，方便操作。

本实用新型的测试步骤如下：

步骤1、将同心环放置于待测地点，通过底部橡胶与透水地面紧密相接，避免水分向外流动；

步骤2、打开橡皮塞，向容器内注满水，塞上橡皮塞，同时确保橡皮塞与容器密封，进气管与密封盖密封；

步骤3、模拟降雨装置放置于集水环的内环上；

步骤4、打开密封盖开始试验，开启秒表，同时读取容器内水面的高度H1，所述H1为实验开始时的水面读数(即水的高度，下同)，通过标尺进行读数；

步骤5、同时开启真空泵，关闭阀门，打开吸气管和进水管的阀门；

步骤6、观测进水管中水流情况，如有水流通过，对应时间则为地面积水达到预定水层深度的时间t1；

步骤7、记录各时刻呈液管中水面的高度hi；

步骤8、试验结束时，确定试验时长t’；记录容器内水面高度 H2，H2可以通过标尺进行记录；

步骤9、计算试验时降雨强度，I＝(H2-H1)/t’；

步骤10、透水地面入渗速率为：

积水达到预定水层深度以前(t<t1)，透水地面入渗速率为降雨强度I，积水达到预定水层深度后入渗速率根据水量平衡原理，f＝I- (h_i-h_i-1)d²/D²进行计算。其中，D为内环直径(mm)，d为容器内径 (mm)，t1为进水管中开始有水时的时间，I为实验时降雨强度、h_i为第i时刻呈液管内水面的读数、h_i-1为第i-1时刻呈液管内水面的读数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过模拟降雨试验，测定透水地面在降雨强度大于入渗速率后形成径流量，借助水量平衡原理计算出透水地面入渗速率，从而为透水地面入渗速率测定提供了便捷方法。克服了传统入渗环法无法打入地面的特点，同时避免了人为倒水入渗面积无法控制的缺点。

以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。

Claims (8)

1.一种测定透水地面入渗速率的装置，包括中空的容器，容器内盛装液体，其特征在于：所述容器内设置分水板，液体下流时，所述分水板将液体分流，模拟降雨的情景；

容器的下端安装集水环，分流的水进入集水环内；

集水环紧密放置在透水地面上，使集水环内的液体能够渗入地面；

还包括抽水装置，所述抽水装置与集水环之间通过进水管连通，抽水装置利用进水管抽取集水环内的水流。

2.根据权利要求1所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：容器顶端设置插孔，插孔内适配的插入进气管，进气管的底端高于分水板，通过调节进气管与分水板之间的高度，使容器内形成恒定压力水头，进而模拟形成一定强度的降雨。

3.根据权利要求1所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：所述分水板为一盘状结构，分水板的端面上设置数个透水孔，液体通过透水孔下流，模拟降雨的形成。

4.根据权利要求1所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：所述抽水装置包括呈液管、抽水泵，所述抽水泵与呈液管之间连接吸气管，进水管插入呈液管内，真空泵通过吸气管，使呈液管内形成负压吸力，吸取集水环中预定深度的液体。

5.根据权利要求4所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：所述呈液管和容器内安装标尺。

6.根据权利要求4所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：呈液管的底部具有外延的出水管，所述出水管上安装阀门，所述阀门控制排出呈液管内的水流；

所述进水管与吸气管上都安装阀门，阀门分别控制水流和气体的流通。

7.根据权利要求2所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：进气管的顶部开口上适配的安装密封盖。

8.根据权利要求1所述的测定透水地面入渗速率的装置，其特征在于：所述集水环为同心圆环体，分别为内环和外环，外环与内环间隔的放置，所述内环的一端与分水板连接，另一端插入或放置在透水面上，外环插入或放置在透水面上。