CN210109081U - 一种涝渍综合排水指标试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涝渍综合排水指标试验装置，包括测筒，测筒的底部设有反滤层，反滤层内横向设置三个导水管，导水管的其中一端伸出测筒外并分别连接有排水阀、竖向透明玻璃管以及水箱，水箱固定在支架上，与水箱连接的导水管上还设置有供水阀和计量水表，透明玻璃管上设置有零点在上的刻度线；测筒的上端还水平设置有溢流管，溢流管的管口下部与透明玻璃管的顶部共面设置；水箱通过进水管与外部水源连接并在内部设置有相互连接的浮球阀和浮球，本装置可实现无人值守、连续供水，水位监测起来更为直观、准确，能够灵活控制测筒水位，能够模拟不同处理的测筒水位连续动态过程。

Description

一种涝渍综合排水指标试验装置

技术领域

本实用新型涉及涝渍综合排水指标试验装置领域，具体涉及一种涝渍综合排水指标试验装置。

背景技术

季风气候区，降雨主要集中在汛期，多以暴雨或连续降雨的形式出现，由于降雨时空分布不均，降雨强度大、历时长，排水不畅，从而导致农田积水及高地下水位，每年均发生不同程度的旱作物涝渍受灾减产；农田排水试验是进行排涝除渍工程规划设计和排水工程管理的重要依据；为探索涝渍农田的排水管理、发展农业生产，对易涝易渍地域而言,选择栽培广泛的主要旱作物进行涝、渍综合试验研究是十分必要的；目前,关于旱作涝渍综合试验研究方面比较全面系统深入的研究工作已经正式起步，农田排水研究领域崭新的一页已经揭开，但现有排水试验设施还有不足之处：

根据《农田排水试验规范》(SL109-2015)附录A：作物淹水试验试验方法和测坑、测筒及测环的技术要求建设，在开展作物涝渍兼治试验涝渍综合排水指标(SFEW_X)试验时，以一定时期的地面水深和地下水位连续动态(SFEW_X)作控制指标的试验处理，试验设施主要存在以下问题：(1)地下水位动态监测方面：一般采用在测筒内装设地下水位监测井，采用人工量测水位或水位自动监测仪器测定水位动态变化，存在人工量测水位误差较大、水位自动监测仪器量测投入成本高等问题；(2)供水平水系统方面：20世纪80年代中后期进行作物受渍试验时，一种形式是在测筒外壁垂直竖立可读数的玻璃管，玻璃管下端通过橡皮管与测筒下部的排水管相连，通过灌水或排水调节控制地下水位，该方法的细玻璃管调节水位时，测筒地下水位稳定需要较长时间，各处理间地下水位稳定时间相差很大，频繁灌水排水调节地下水位费工费时，也与田间水位变化不相符；另一种形式是测筒水位控制通过马氏甁原理的供水、平水装置实现，若外界因素导致自动补水装置的平衡状态被打破，比如测筒中的的水位因蒸发而降低，此时补水柱中的水就要向平衡杯流动以保持水位的平衡，这又构成补水柱上部负压的增大，为了自动维持平衡，空气将通过进气管被吸入补给柱以使补给柱中的气体与水加起来的压力为一个大气压，因为平衡杯水面的压力为一个大气压，如果试验柱中的水位由于不断蒸发而降低，那么补水柱就不断的向平衡杯流动而补给试验柱，空气也就不断的通过向试验柱流动；测筒中的水位超过控制水位时，则通过平衡杯溢出；该装置虽然较科学，但是需要人工值班观察并及时向补水柱补水，比较耗时费工，一般一个测筒配一套供水、平水装置，建设成本较高。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种涝渍综合排水指标试验装置及其使用方法，其实现可无人值守、连续供水，水位监测起来更为直观、准确，能够灵活控制测筒水位，能够模拟不同处理的水位连续动态过程。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种涝渍综合排水指标试验装置，包括测筒，所述测筒的底部设置有反滤层，所述反滤层内横向设置有三根导水管，三根所述导水管的其中一端均伸出所述测筒之外并分别连接有排水阀、竖向透明玻璃管以及水箱，所述水箱上固定有套管，所述套管内设置有能够滑动的支架，所述支架通过螺栓与所述套管固定，与所述水箱连接的导水管上还设置有供水阀和计量水表，所述透明玻璃管上设置有刻度线，所述刻度线的零点设置在所述透明玻璃管顶部；所述测筒的上端还水平设置有溢流管，所述溢流管的管口下部与所述透明玻璃管的顶部共面设置；所述水箱通过进水管与外部水源连接，所述进水管伸入所述水箱内的一端设置有浮球阀，所述水箱内还设有与所述浮球阀相连的浮球。

优选地，所述测筒水平截面的形状包括圆形、正方形以及矩形并且其有效面积大于等于0.36m²。

优选地，所述测筒材质为PVC、玻璃钢、有机玻璃、加筋PE、包裹保温隔热材料的钢板以及钢筋混凝土中的一种。

优选地，所述导水管在所述测筒内的部分采用多孔设计，表面包裹有透水过滤层，所述过滤层材质为尼龙纱网、透水土工布以及棕树皮中的一种。

优选地，所述反滤层包括从下至上依次设置在所述测筒内且厚度分别为10cm～15cm的碎石、粗砂以及一块面积与所述测筒内截面相同的透水土工布，所述透水土工布的选用规格为100～300g/m²。

优选地，所述套管上开有若干个供螺栓穿过的通孔，所述支架上开有若干个竖向排列并且与所述螺栓适配的螺纹孔。

本实用新型的有益效果在于：能够实现无人值守、连续供水；能够灵活调节控制测筒内的水位在设定位置；采用抽水马桶的供水平水原理，支架与水箱浮球、浮球阀组合，共同调节控制测筒内的水位在设定位置；下部排水能够灵活模拟不同处理的水位连续动态过程；上部溢流管准确控制测筒最高水位；采用带刻度的透明玻璃管，可以精确直观观测筒内的水位，本装置结构简单、建设成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种涝渍综合排水指标试验装置结构示意图。

附图标记说明：

1、测筒，2、原状土柱，3、透水土工布，4、粗砂，5、碎石，6、导水管，7、溢流管，8、透明玻璃管，9、排水阀，10、供水阀，11、计量水表，12、支架，13、水箱，14、浮球阀，15、浮球，16、进水管，17、套管。

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做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。

如图1所示，一种涝渍综合排水指标试验装置，包括测筒1，所述测筒1的底部设置有反滤层，所述反滤层内横向设置有三根导水管6，三根所述导水管6的其中一端均伸出所述测筒1之外并分别连接有排水阀9、竖向透明玻璃管8以及水箱13，所述水箱13上固定有套管17，所述套管17内设置有能够滑动的支架12，所述支架12通过螺栓与所述套管17固定，与所述水箱13连接的导水管6上还设置有供水阀10和计量水表11，所述透明玻璃管8上设置有刻度线，所述刻度线的零点设置在所述透明玻璃管8顶部；所述测筒1的上端还水平设置有溢流管7，所述溢流管7的管口下部与所述透明玻璃管8的顶部共面设置；所述水箱13通过进水管16与外部水源连接，所述进水管16伸入所述水箱13内的一端设置有浮球阀14，所述水箱13内还设有与所述浮球阀14相连的浮球15。

所述测筒1水平截面的形状包括圆形、正方形以及矩形并且其有效面积大于等于0.36m²。

所述测筒1材质为PVC、玻璃钢、有机玻璃、加筋PE、包裹保温隔热材料的钢板以及钢筋混凝土中的一种。

所述导水管6在所述测筒1内的部分采用多孔设计，表面包裹有透水过滤层，所述过滤层材质为尼龙纱网、透水土工布以及棕树皮中的一种。

所述反滤层包括从下至上依次设置在所述测筒内且厚度分别为10cm～15cm的碎石5、粗砂4以及一块面积与所述测筒1内截面相同的透水土工布3，所述透水土工布3的选用规格为100～300g/m²。

所述套管17上开有若干个供螺栓穿过的通孔，所述支架12上开有若干个竖向排列并且与所述螺栓适配的螺纹孔。

本装置的使用方法，包括以下步骤：

1)将若干个相同处理的测筒1设为一组，采用同一个水箱13进行供水，保证每个测筒1淹水程度一致，减少水位误差；

2)按试验区的土壤类别剖取一定深度的原状土柱2或人工配制填装的土体，分层按设计的土壤密度装入测筒1内，每层厚度10cm～15cm；

3)将测筒1安置在地下预先修筑的洞坑内，保证测筒1上口缘高出地面10～15cm，测筒1内所盛土样的表面与洞坑上端的地面齐平，测筒1所盛土体的深度，根据试验作物容根层深度确定，且不小于0.8m，在测筒内外种植相同的农作物，做统一的栽培管理，形成与大田地一致的生长环境；

4)开启供水阀10，排水阀9保持关闭状态，水箱13由外接进水管16开始注水，水位逐渐上升，将与之相连的若干个测筒1注水至相平位置，此位置与浮球阀14达到设定控制水位一致，测筒1水位低于此位置时，水箱13自动连续补水；

5)浮球15调节测筒1的控制水位，达到设定控制水位后，浮球阀14自动关闭停止水箱供水；

6)在测筒1上端的水平溢流管7及时排出高于设计淹水深度以上的水量，以控制降雨时测筒1最高水位，将其管口下部所在平面作为测筒1最高水位，即农作物设计最大淹水深度H₀；

7)计量水表11读取进水过程中进入测筒1的总水量；

8)关闭供水阀10，调节排水阀9，按照试验设计模拟不同处理的水位连续动态过程，在涝渍试验开始后的每天固定时段读取竖向透明玻璃管8上的读数，其均值即为测筒1内的当天水位H_t，直至涝渍抑制结束为止；试验将涝渍视为一个连续过程，利用该涝渍综合排水试验装置造成涝渍抑制的生长环境，以累计综合涝渍水深作为衡量作物涝渍综合排水指标；测筒1水位高于设计地下水位X(H₀+X-H_t)的累计时间反映农田受涝渍程度，即

式中：

SFEW_X为累计综合涝渍水深，cm·d；

H₀为设计淹水深度，cm；

X为测筒设计地下水位，cm，根据作物不同生育期对渍害敏感程度设计；

H_t为测筒水位高于设计地下水位X以上时B的读数，cm；

t为作物生长阶段受涝渍抑制的时间，一般为天数d；

n为作物生长阶段的总天数，d；

9)涝渍试验结束后，打开排水阀9，排出测筒内淹水及土层中的渍水。

本装置的有益效果：

1、实现无人值守、连续供水；采用抽水马桶水箱的原理，水箱外接不间断供水管路，保证试验期无人工值守，连续供水；

2、灵活调节控制测筒内的水位在设定位置；采用抽水马桶的供水平水原理，支架与水箱浮球、浮球阀组合，共同调节控制测筒内的水位在设定位置；

3、水箱一箱多用，减少水位误差；相同涝渍试验处理的若干个测筒为一组，由一个供水平水系统供水，保证淹水程度一致，减少水位误差；

4、供水系统精准快捷；供水系统通过供水阀由下向上供水，比上部灌水更易于控制调节测筒的设定水位；

5、下部排水能够灵活模拟不同处理的水位连续动态过程；即水位降落速度，在涝渍试验结束后，通过排水阀排出测筒内淹水及土层中的渍水；

6、上部溢流管准确控制测筒最高水位；上部溢流管在降雨时排出高于设计淹水深度以上的水量，精确控制测筒最高水位；

7、采用测筒外接的带刻度的透明玻璃管，刻度由上至下，其读数即为测筒内的水位H_t，可以精确直观观测筒内的水位，是一种更为直观、准确、低成本的水位监测方法；

8、该装置原理可靠、精度高、结构简单、建设成本低。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：包括测筒，所述测筒的底部设置有反滤层，所述反滤层内横向设置有三根导水管，三根所述导水管的其中一端均伸出所述测筒之外并分别连接有排水阀、竖向透明玻璃管以及水箱，所述水箱上固定有套管，所述套管内设置有能够滑动的支架，所述支架通过若干个螺栓与所述套管固定，与所述水箱连接的导水管上还设置有供水阀和计量水表，所述透明玻璃管上设置有刻度线，所述刻度线的零点设置在所述透明玻璃管顶部；所述测筒的上端还水平设置有溢流管，所述溢流管的管口下部与所述透明玻璃管的顶部共面设置；所述水箱通过进水管与外部水源连接，所述进水管伸入所述水箱内的一端设置有浮球阀，所述水箱内还设有与所述浮球阀相连的浮球。

2.如权利要求1所述的一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：所述测筒水平截面的形状包括圆形、正方形以及矩形并且其有效面积大于等于0.36m²。

3.如权利要求1所述的一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：所述测筒材质为PVC、玻璃钢、有机玻璃、加筋PE、包裹保温隔热材料的钢板以及钢筋混凝土中的一种。

4.如权利要求1所述的一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：所述导水管在所述测筒内的部分采用多孔设计，表面包裹有透水过滤层，所述过滤层材质为尼龙纱网、透水土工布以及棕树皮中的一种。

5.如权利要求1所述的一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：所述反滤层包括从下至上依次设置在所述测筒内且厚度分别为10cm～15cm的碎石、粗砂以及一块面积与所述测筒内截面相同的透水土工布，所述透水土工布的选用规格为100～300g/m²。

6.如权利要求1所述的一种涝渍综合排水指标试验装置，其特征在于：所述套管上开有若干个供螺栓穿过的通孔，所述支架上开有若干个竖向排列并且与所述螺栓适配的螺纹孔。