CN211374440U - 一体化土壤入渗速率测定组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验室土壤实验技术领域，一种一体化土壤入渗速率测定组合装置，主要包括固定板架、进水装置、土柱量筒、击实锤，进水装置包含供水箱、进水槽、连接法兰、进水进气管，土柱量筒设于供水箱的斜下方；所述击实锤的结构包含手柄杆、压实圆板，所述压实圆板用于将土柱量筒内的土压实。本实用新型组合装置结构合理，能够针对不同类型土壤，同一个土柱量筒内可重复实验，较好地同时控制入渗水量、测定入渗速率和满足不同测量精度需求，是一种可准确快速测量土壤入渗速率的测定组合装置。

Description

一体化土壤入渗速率测定组合装置

技术领域

本实用新型涉及实验室土壤实验设备领域，具体而言，涉及一种一体化土壤入渗速率测定组合装置。

背景技术

土壤入渗过程的测定是研究“大气水-降水-土壤水-地下水”循环机理的基础工作，土壤入渗特性的研究是研究土壤水分灌溉效率、溶质迁移规律的基础前提。入渗速率是衡量土壤入渗能力重要的物理指标，也是在室内开展土壤物理研究的基础工作。在人类活动的影响下，不同土地利用方式导致土壤入渗能力存在显著的差异性。因此需要针对不同类型原状土壤、回填土壤及植被条件进行入渗模拟实验。然而不同类型土壤入渗速率差异较大，传统入渗装置采用马氏瓶进行供水测量，量程固定，测量灵活性较差，不能满足不同类型土壤的测量精度需求。

综上所述，现有技术存在的问题是：对于不同类型土壤，还没有能够较好地同时控制入渗水量、测定入渗速率和满足不同测量精度需求的一体化实验装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种：结构合理、经济实用，能够针对不同类型土壤，较好地同时控制入渗水量、测定入渗速率和满足不同测量精度需求，准确快速测量土壤入渗速率的一体化土壤入渗速率测定组合装置。

一种一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于主要包括固定板架、进水装置、土柱量筒、击实锤，所述进水装置的结构包含供水箱、进水槽、连接法兰、进水进气管，所述供水箱为封闭壳体，上端设有水气控制阀，下端设有水箱出水口，所述水箱出水口处设有放水阀；

所述供水箱上部设有连接法兰，连接法兰与固定板架固接，连接法兰上方设有进水槽，进水槽底部设有进水进气口，所述进水进气口与下方的进水进气管相连通，所述进水进气管下端设有变径进水进气连接头，所述变径进水进气连接头为块状体，与供水箱固定连接，所述变径进水进气连接头内设“L”型折管通孔，所述进水进气管与“L”型折管通孔相连通，“L”型折管通孔的管径小于所述进水进气管的管径，“L”型折管通孔的出口与供水箱下部相连通，所述供水箱底部置于支架上，所述支架与固定板架固接，供水箱外壁设有刻度标尺；

所述土柱量筒设于供水箱的斜下方，土柱量筒上设有进水口、排水口，所述进水口通过连接软管与水箱出水口相连通，下方的排水口中连接有排水软管，土柱量筒外壁也设有刻度标尺，土柱量筒内设有透水隔板，所述透水隔板与土柱量筒的底部间隔一定距离；

所述击实锤的结构包含手柄杆、压实圆板，所述压实圆板的直径与所述土柱量筒的内径相适配，用于将土柱量筒内的土压实。

作为优选，所述的透水隔板为带滤孔的有机玻璃圆板，孔径为1mm~1.5mm，滤孔比例为30%~40%。

作为优选，所述击实锤的所述压实圆板的直径小于土柱量筒的内径，击实锤的手柄杆的长度大于土柱量筒的高度。所述土柱量筒上所设的进水口、排水口均为防滑接口。

本实用新型在使用时，包括以下步骤：

（1）、事先测量所述土柱量筒直径，测量所述供水箱长、宽、高尺寸，计算所述供水箱下降水量与土柱量筒入渗水量之间的水量体积的换算系数；

（2）、取滤纸一张，把滤纸剪成圆形，置入所述土柱量筒内的透水隔板上；

（3）、用筛子筛分适量的疏松土，按设计容重称取足量的筛分土；

（4）、按要求容重装入所述土柱量筒内，土样分层填装，每次填土厚度3cm，每装一层用所述击实锤捣实，表面刮毛，装土至土柱进水口的下端1cm处；当填装沙性土壤时，可将沙土直接装入土柱量筒最后再进行压实；完成装土后，在土柱表面铺一张滤纸，防止供水时冲刷；

（5）、打开所述供水箱的放水阀和水气控制阀，使水箱中余水全部流出，关闭放水阀，向所述进水槽中注水，直到所述供水箱中的水面，到达所述水气控制阀出口高度时为止，关闭所述水气控制阀；

（6）、缓慢打开放水阀，当进水进气管开始有气泡进入供水箱时，关闭放水阀，观察进水进气管中水位稳定在下端拐点处，即“L”型折管通孔处稳定时，记录供水箱的初始水位；

（7）、用所述连接软管将供水箱出水口和土柱量筒进水口相连；

（8）、根据土柱量筒表面拟控制的水面高度、直径计算出需蓄水体积，准备相应实验用水；

（9）、将实验用水缓慢倒入土柱量筒，快速打开所述放水阀，通过水气控制阀控制出水量并立即开始计时，开始实验；

（10）、当所述实验用水渗入土壤时，所述供水箱的液面不断下降，在初始时入渗速率快，每10s记录所述供水箱水位读数、土柱量筒中土壤湿润峰位置及相应时间，以后随入渗速率减小，读数间隔可逐渐加大，实验至直到发现读数间差值基本相等、湿润锋面到达土壤标本底部为止，即达到稳定下渗状态时停止实验；

（11）、如果所述供水箱内存水液面到达水箱标尺刻度最底部时，所述土柱量筒内土壤湿润峰位置未到达土壤标本底部，仍没有达到稳定下渗状态，按下所述计时器暂停键，重复步骤(5)~(9)后继续读数，并在监测记录上记录加水时间；

（12）、实验结束后，清洗和干燥所述一体化土壤入渗速率测定组合装置。

本实用新型工作原理：本实用新型为一体化土壤入渗速率测定组合装置，在测量时由进水装置控制出水量和出水速率，再计算土柱量筒内土壤的入渗速率。

按预定时间，分别读取供水箱侧壁上瓶体标尺读数和土柱量筒侧壁上土柱标尺读数，通过上述两相邻瓶体标尺读数，分别计算供水水量和土壤累计入渗量z，绘制土壤湿润峰位置，画出土壤累积入渗量z和时间t的关系曲线，并利用该曲线求出入渗速率i和时间t的关系。

本装置能够在短时间内测定入渗速度随时间的变化，以及湿润峰在土壤标本中的推进过程，其结构简单、使用方便、材料结实耐用，保证了土壤入渗测定的精确性和准确性，并可对土壤湿润锋的推进过程和土壤入渗规律进行分析研究。与现有技术相比，本实用新型能够针对不同类型土壤，同一个土柱量筒内可重复实验，较好地同时控制入渗水量、测定入渗速率和满足不同测量精度需求，是一种可准确快速测量土壤入渗速率的测定组合装置。

附图说明

图1为在实施例1中，本实用新型结构中的固定板架、进水装置、土柱量筒的连接关系主视结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为本实用新型结构中击实锤的主视结构示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

图5为图1中土柱量筒的俯视结构示意图。

图中所示：1为支架，2为“L”型折管通孔，3为变径进水进气连接头，4为刻度标尺Ⅰ，5为进水进气管，6为进水槽，7为连接法兰，8为固定板架，9为水气控制阀，10为供水箱，11为水箱出水口，12为放水阀，13为连接软管，14为进水口，15为刻度标尺Ⅱ，16为土柱量筒，17为透水隔板，18为排水口，19为排水软管，20为进水进气口，21为手柄杆，22为压实圆板，23为滤孔。

具体实施方式

实施例1：

参照图1－图5，为本实用新型实施例的结构示意图，一种一体化土壤入渗速率测定组合装置，主要包括固定板架8、进水装置、土柱量筒16、击实锤，所述进水装置的结构包含供水箱10、进水槽6、连接法兰7、进水进气管5，所述供水箱10为封闭壳体，上端设有水气控制阀9，下端设有水箱出水口11，所述水箱出水口11处设有放水阀12。

所述供水箱10上部设有连接法兰7，连接法兰7与固定板架8固接，连接法兰7上方设有进水槽6，进水槽6底部设有进水进气口20，所述进水进气口20与下方的进水进气管5相连通，所述进水进气管5下端设有变径进水进气连接头3，所述变径进水进气连接头3为块状体，与供水箱10固定连接，所述变径进水进气连接头3内设“L”型折管通孔2，所述进水进气管5与“L”型折管通孔2相连通，“L”型折管通孔2的管径小于所述进水进气管5的管径，“L”型折管通孔2的出口与供水箱10下部相连通，所述供水箱10底部置于支架1上，所述支架1与固定板架8固接，供水箱10外壁设有刻度标尺Ⅰ4，标尺高度为25cm。

所述土柱量筒16设于供水箱10的斜下方，土柱量筒16上设有进水口14、排水口18，所述进水口14通过连接软管13与水箱出水口11相连通，排水口18中连接有排水软管19，土柱量筒16外壁也设有刻度标尺Ⅱ15，土柱量筒16内设有透水隔板17，所述透水隔板17与土柱量筒16的底部间隔一定距离。刻度标尺Ⅱ15高度为15cm，所述的透水隔板17为带滤孔23的有机玻璃圆板，孔径为1mm，滤孔比例为30%。所述土柱量筒16中透水隔板17布置在标尺12cm刻度处。

所述击实锤的结构包含手柄杆21、压实圆板22，所述压实圆板22的直径与所述土柱量筒16的内径相适配，用于将土柱量筒16内的土压实。

本实用新型的工作原理：在有机玻璃制成的土柱量筒16内按设计容重装土，由进水装置通过连接软管13向土柱量筒16内供水，并保持恒定水位，实验过程中，按预定时间分别读取供水箱10侧壁上刻度标尺Ⅰ4读数和土柱量筒侧壁上刻度标尺Ⅱ15读数，求出土柱量筒16中从开始到不同时刻的累计入渗量z，画出土壤累积入渗量z和时间t的关系曲线，并利用该曲线求出入渗速率i和时间t的关系。

实施例2:

与实施例1相比，其不同地方在于：所述的透水隔板17为带滤孔23的有机玻璃圆板，孔径为1.5mm，滤孔比例为35%。

所述击实锤的所述压实圆板22的直径小于土柱量筒16的内径，击实锤的手柄杆21的长度大于土柱量筒16的高度。

实施例3:

与实施例2相比，其不同地方在于：所述的透水隔板17为带滤孔18的有机玻璃圆板，孔径为1.2mm，滤孔比例为40%。所述土柱量筒16上所设的进水口14、排水口18均为防滑接口。

Claims (5)

1.一种一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于主要包括固定板架、进水装置、土柱量筒、击实锤，所述进水装置的结构包含供水箱、进水槽、连接法兰、进水进气管，所述供水箱为封闭壳体，上端设有水气控制阀，下端设有水箱出水口，所述水箱出水口处设有放水阀；

所述供水箱上部设有连接法兰，连接法兰与固定板架固接，连接法兰上方设有进水槽，进水槽底部设有进水进气口，所述进水进气口与下方的进水进气管相连通，所述进水进气管下端设有变径进水进气连接头，所述变径进水进气连接头为块状体，与供水箱固定连接，所述变径进水进气连接头内设“L”型折管通孔，所述进水进气管与“L”型折管通孔相连通，“L”型折管通孔的管径小于所述进水进气管的管径，“L”型折管通孔的出口与供水箱下部相连通，所述供水箱底部置于支架上，所述支架与固定板架固接，供水箱外壁设有刻度标尺；

所述土柱量筒设于供水箱的斜下方，土柱量筒上设有进水口、排水口，所述进水口通过连接软管与水箱出水口相连通，下方的排水口中连接有排水软管，土柱量筒外壁也设有刻度标尺，土柱量筒内设有透水隔板，所述透水隔板与土柱量筒的底部间隔一定距离；

所述击实锤的结构包含手柄杆、压实圆板，所述压实圆板的直径与所述土柱量筒的内径相适配，用于将土柱量筒内的土压实。

2.如权利要求1所述的一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于所述的透水隔板为带滤孔的有机玻璃圆板，孔径为1mm~1.5mm，滤孔比例为30%~40%。

3.如权利要求1或2所述的一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于所述击实锤的所述压实圆板的直径小于土柱量筒的内径，击实锤的手柄杆的长度大于土柱量筒的高度。

4.如权利要求1或2所述的一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于所述土柱量筒上所设的进水口、排水口均为防滑接口。

5.如权利要求3所述的一体化土壤入渗速率测定组合装置，其特征在于所述土柱量筒上所设的进水口、排水口均为防滑接口。

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