RU2709475C1

RU2709475C1 - Lysimeter

Info

Publication number: RU2709475C1
Application number: RU2019126529A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2019-12-18

Abstract

FIELD: instrument engineering.

SUBSTANCE: invention relates to devices used in agriculture for balance research on reclaimed lands, in particular, for determining infiltration irrigation, thawed and sprinkling water. Lysimeter includes a container with a soil monolith interconnected with another vertically installed container, a tray and water level control elements, wherein the vertically mounted vessel is divided into a measuring container and a drain well by a partition wall, in the lower part of which there is a hole equipped with a device for water discharge in form of a vertical polyethylene pipeline with a movable pipe. Pipeline end is brought into the drain well in the direction of the discharge pipe, and the pipeline with the movable pipe is fixed inside the measuring container. Lysimeter also includes a bellows, a float vessel and a thrust device in the form of a flange with holes, placed inside the measuring container and connected to the cover of this container, wherein the bellows is located on the outer side of the movable pipe and the upper end is tightly attached to the upper part of the movable pipe, and the lower end – to the upper end of the spillway pipeline.

EFFECT: simplified design and operation, as well as high accuracy and reliability of measurements.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборам, применяемым в сельском хозяйстве при балансовых исследованиях на мелиорируемых землях, в частности для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод, а также возможно применение подземного водообмена при переменном уровне грунтовых вод.The invention relates to devices used in agriculture for carrying out balance studies on reclaimed lands, in particular for determining the infiltration of irrigation, melt and sprinkler waters, and it is also possible to use underground water exchange with a variable level of groundwater.

Известен лизиметр, включающий емкость с монолитом почвы, сообщающуюся с вертикально установленная емкость разделена на измерительную емкость и дренажный колодец перегородкой, в средней части которой выполнено отверстие в виде проема, перекрываемого щитком снабженным устройством для сброса воды в виде сифона, нисходящая ветвь которого выведена в дренажный колодец в сторону оголовка отводящей трубы, при этом сифон закреплен внутри отверстия в щитке, выполнен с возможностью вертикального фиксированного перемещения относительно проема в перегородке, причем вертикально установленная емкость сообщена гидравлически с поддоном емкости с монолитом почвы, крышку с градуированной стойкой в виде шкалы и регулировочное приспособление в виде винта, при этом нисходящая ветвь сифона в дренажном колодце снабжена, внутри телескопическим сбросным патрубком, который имеет выходное колено, выходное отверстие которого направлено вверх, колено расположено ниже выпускного отверстия отводящей трубы, при этом нисходящая ветвь в верхней части сифона имеет механизм запуска сифона, выполненный в виде соединенных между собой трубки-датчика уровня жидкости и эжектора, причем трубка-датчик сообщена с одной стороны - с находящейся в измерительной емкости восходящей ветвью сифона через отверстие, выполненное в боковой перегородке щитка, а с другой стороны - с полостью дренажного колодца телескопического сбросного патрубка, который имеет выходное колено, телескопический патрубок жестко зафиксирован к боковой стенке дренажного колодца, а нисходящая ветвь сифона имеет возможность фиксированного перемещения посредством винта относительно закрепленного к стенке дренажного колодца телескопического патрубка (Патент RU №2686691, G01N 33/24, G05D 9/00, A01G 25/16 от 30.04.2019).A known lysimeter, including a tank with a soil monolith, communicating with a vertically installed tank is divided into a measuring tank and a drainage well with a partition, in the middle of which a hole is made in the form of an aperture, overlapped by a shield equipped with a device for discharging water in the form of a siphon, the descending branch of which is brought into the drainage the well in the direction of the head of the outlet pipe, while the siphon is fixed inside the hole in the shield, made with the possibility of vertical fixed movement relative to the opening in the partition, and a vertically installed container is connected hydraulically with a container pallet with a soil monolith, a cover with a graduated rack in the form of a scale and an adjusting device in the form of a screw, while the descending branch of the siphon in the drainage well is provided, inside, with a telescopic discharge pipe that has an outlet elbow, the outlet is directed upward, the elbow is located below the outlet of the outlet pipe, while the descending branch in the upper part of the siphon has a siphon trigger mechanism, which is in the form of interconnected liquid level sensor tubes and an ejector, moreover, the sensor tube is connected on the one hand, from the ascending siphon branch located in the measuring tank, through an opening made in the side wall of the shield, and on the other hand, with the cavity of the telescopic drainage well a discharge nozzle that has an outlet elbow, a telescopic nozzle is rigidly fixed to the side wall of the drainage well, and the descending branch of the siphon has the possibility of fixed movement by means of a screw relative to the telescopic pipe fixed to the wall of the drainage well (Patent RU No. 2686691, G01N 33/24, G05D 9/00, A01G 25/16 of 04/30/2019).

Недостатком известного устройства является объем сброса воды, забираемый сифоном не достаточно учитывает точность обеспечения работы регулирования пускового устройства эжектора, всасывающий воздух из полости сифона в атмосферу через трубку-датчика, расположенную в дренажном колодце и качество регулирования для обеспечения высокой пропускной способности, что должно обеспечить отказаться от дополнительного усложнения при эксплуатации, чтобы затем возвращать лизиметр при избыточном воздухе в измерительной емкости в работу сбросного сифона и исключать избыточный подъем воды в монолите почвы.A disadvantage of the known device is the amount of water discharged, the siphon taken in does not sufficiently take into account the accuracy of the control operation of the ejector start device, the air drawn in from the siphon cavity through the sensor tube located in the drainage well and the quality of regulation to ensure high throughput, which should ensure that from additional complications during operation, to then return the lysimeter with excess air in the measuring tank to the discharge siphon and eliminating excessive rise of water in the soil monolith.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является лизиметр, включающий емкость с монолитом почвы, сообщающуюся с вертикально установленной емкостью, поддон и элементы контроля уровня воды, причем вертикально установленная емкость разделена на измерительную емкость и дренажный колодец перегородкой, в средней части которой выполнено отверстие, снабженным устройством для сброса воды в виде сифона, нисходящая ветвь которого выведена в дренажный колодец в сторону оголовка отводящей трубы, при этом сифон закреплен внутри отверстия в щитке, выполнен с возможностью вертикального фиксированного перемещения относительно проема в перегородке, причем вертикально установленная емкость сообщена гидравлически с поддоном емкости с монолитом почвы, крышку с градуированной стойкой в виде шкалы и регулировочное приспособление в виде винта, телескопический сбросной патрубок с нижним концом, выходное отверстие которого расположено в дренажном колодце ниже выпускного отверстия отводящей трубы, при этом имеет механизм запуска сифона, телескопический патрубок жестко зафиксирован в боковой стенке дренажного колодца, а нисходящая ветвь сифона имеет возможность фиксированного перемещения винта относительно дренажного колодца телескопического патрубка, он снабжен подвижной вертикальной трубой с мембранным клапаном с регулирующей аэрационной трубкой и сифоном, горловина которого соединена посредством соединительной трубки с измерительной емкостью, при этом подвижная вертикальная трубка жестко соединена с подвижным щитком, размещенным в перегородке с регулировочным приспособлением в виде винта, который снабжен указательной стрелкой напротив отградуированной в соответствии со сроком полива путем учета биологической характеристики культур монолита почвы, снабжено установленной на крышке стойкой в виде шкалы, состоящей из разноцветных светящихся отсчетных и разделительных полос (Патент RU №2694052, G01N 33/24 от 09.07.2019).The closest in technical essence to the proposed one is a lysimeter, including a tank with a soil monolith communicating with a vertically installed tank, a tray and water level control elements, and the vertically installed tank is divided into a measuring tank and a drainage well with a partition in the middle part of which there is a hole equipped with a device for discharging water in the form of a siphon, the descending branch of which is led into the drainage well towards the head of the outlet pipe, while the siphon is fixed inside the aperture in the shield, made with the possibility of vertical fixed displacement relative to the opening in the partition, and the vertically mounted container is hydraulically connected to the tray pallet with a monolith of soil, a cover with a graduated rack in the form of a scale and an adjustment device in the form of a screw, a telescopic discharge pipe with a lower end, the output the hole of which is located in the drainage well below the outlet of the outlet pipe, while it has a siphon trigger mechanism, the telescopic pipe is rigid it is fixed in the side wall of the drainage well, and the descending branch of the siphon has the possibility of fixed movement of the screw relative to the drainage well of the telescopic pipe, it is equipped with a movable vertical pipe with a membrane valve with a control aeration tube and a siphon, the neck of which is connected by means of a connecting pipe to the measuring tank, while movable the vertical tube is rigidly connected to a movable shield located in the partition with an adjusting device in the form of a screw, which is equipped with a directional arrow opposite graded according to the irrigation time by taking into account the biological characteristics of the soil monolithic cultures, is equipped with a rack mounted on the lid in the form of a scale consisting of multi-colored luminous reading and dividing strips (Patent RU No. 2694052, G01N 33/24 from 07/09/2019 )

Недостатком устройства наиболее близкого по технической сущности к предлагаемому лизиметру, заключается в том, что обеспечивает объем сброса воды, забираемый сифоном не достаточно учитывая повышения эффективности работы путем автоматического регулирования уровня сброса воды в измерительной емкости с помощью аэрационной трубки погружаемой в воду, он, затем вытесняя воздух, приподнимая мембранный клапан. Другим недостатком является также сложность конструкции и поскольку необходимо иметь специальные отверстия в перегородке с металлическим подвижным элементом и механизмом запуска сифона с телескопическим патрубком.The disadvantage of the device closest in technical essence to the proposed lysimeter is that it provides the volume of water discharged by the siphon is not enough given the increase in work efficiency by automatically adjusting the level of water discharge in the measuring tank using an aeration tube immersed in water, it is then displacing air lifting diaphragm valve. Another disadvantage is the design complexity, and since it is necessary to have special holes in the partition with a metal movable element and a siphon trigger mechanism with a telescopic nozzle.

Технической задачей является упрощение конструкции и эксплуатации устройства и повышения срыва вакуума в режиме сифона, обеспечивая стабильность в монолите почвы жидкости, учитывая физиологическое состояние растений и условий роста и развития растений в соответствии уровня воды в емкости для определенной культуры севооборота с последующим учетом их фазы развития на опытной делянке до заданного значения, и получить более достоверный результат с малой ошибкой погрешностью измерений.The technical task is to simplify the design and operation of the device and increase the vacuum separation in the siphon mode, ensuring stability in the soil liquid monolith, taking into account the physiological condition of plants and the conditions of plant growth and development in accordance with the water level in the tank for a specific crop rotation, followed by their development phase at experimental plot to a predetermined value, and get a more reliable result with a small error of measurement error.

Технический результат достигается тем, что лизиметр, включающий емкость с монолитом почвы, сообщающуюся с вертикально установленной емкостью, поддон и элементы контроля уровня воды, причем вертикально установленная емкость разделена на измерительную емкость и дренажный колодец перегородкой, в которой выполнено отверстие для сброса воды, прием вертикально установленная емкость сообщена гидравлически с поддоном емкости с монолитом почвы, крышку с градуированной стойкой в виде шкалы и регулировочное приспособление в виде винта, подвижной вертикальной трубой с регулирующим устройством, при этом регулировочное приспособление в виде винта, который снабжен указательной стрелкой напротив отградуированной в соответствии со сроком полива путем учета биологической характеристики культур монолита почвы, снабжено стойкой в виде шкалы, состоящей из разноцветных светящихся отсчетных и разделительных полос, согласно изобретения, он снабжен водосбросным полиэтиленовым трубопроводом, верхняя часть которого установлена внутри измерительной емкости и трубопровод нижним концом, посредством отверстия в нижней части перегородки, соединен с дренажным колодцем, при этом подвижная труба установлена коаксиально внутри вертикального водосбросного трубопровода, сильфоном и поплавковой емкости выполненной с отверстиями в дне, в каждом из которых установлен клапан со штоком, взаимодействующим с упорным устройством в виде фланца с отверстиями, размещенного внутри измерительной емкости и соединенного с крышкой емкости, причем сильфон расположен с наружной стороны подвижной трубы и верхним концом герметично присоединен к верхней части подвижной трубы, а нижним концом - к верхнему концу вертикального водосбросного трубопровода.The technical result is achieved by the fact that the lysimeter, comprising a container with a soil monolith communicating with a vertically installed container, a pan and water level control elements, the vertically installed container is divided into a measuring container and a drainage well with a partition in which a hole for water discharge is made, receiving vertically the installed tank is connected hydraulically with a pallet of the tank with a soil monolith, a cover with a graduated stand in the form of a scale and an adjustment device in the form of a screw, movable vertical pipe with a regulating device, and the adjusting device in the form of a screw, which is equipped with an index arrow opposite the graded according to the irrigation time by taking into account the biological characteristics of the soil monolith cultures, is equipped with a rack in the form of a scale consisting of multi-colored luminous reading and dividing strips, according to of the invention, it is equipped with a spillway polyethylene pipe, the upper part of which is installed inside the measuring vessel and the pipe has a lower end , through an opening in the lower part of the partition, connected to a drainage well, while the movable pipe is installed coaxially inside the vertical drainage pipe, with a bellows and a float tank made with holes in the bottom, in each of which a valve is installed with a stem interacting with a stop device in the form of a flange with holes located inside the measuring vessel and connected to the vessel cover, the bellows being located on the outside of the movable pipe and the upper end being hermetically connected ene to the upper portion of the movable tube, and the lower end - to the upper end of the vertical pipe spillway.

Кроме того, соединение фланца с крышкой измерительной емкости выполнено с приспособлением в виде винта с указательной стрелкой, с возможностью вертикального перемещения относительно крышки измерительной емкости и снабженного винтом.In addition, the connection of the flange with the cover of the measuring vessel is made with a device in the form of a screw with a pointer arrow, with the possibility of vertical movement relative to the cover of the measuring vessel and provided with a screw.

Такая конструкция лизиметра в условиях эксплуатации позволяет не только настраивать лизиметр с помощью упорного устройства в виде фланца с отверстиями на работу поплавковой емкости с отверстиями в дне, в каждом из которых установлен клапан со штоком, взаимодействующим с упорным устройством, а также увеличивает диапазон сработки уровня воды над вертикальным водосбросным полиэтиленовым трубопроводом, который фиксируется подвижной трубой с сильфоном и поплавковой емкостью в нижнем положении. При этом в верхнем положении указанные элементы, после срыва вакуума измерительная емкость опорожняется и начинается движение вверх сильфона под воздействием поплавковой емкости одновременно с подъемом уровня воды. Кроме того, это дает возможность упорный фланец перемещать путем передвижения (настройки вниз или вверх) на определенную культуру полива и поддержание из условия определенного уровня через устройство в режиме сифона со сбросом излишков воды, соответственно, поддержания уровня воды в монолите почвы в зависимости от проведения опытов на делянке с различными культурами выращивания по фазам их роста. А это возможно упростить конструкцию за счет регулирующего упорного приспособления в виде фланца с отверстиями и соединенного с крышкой измерительной емкости. Все элементы просты конструктивно в режиме срабатывания лизиметра в диапазоне различных уровней емкости монолита почвы, позволяет поддерживать автоматический режим и фиксировать работу подвижной трубы, сильфон который расположен снаружи подвижной трубы и верхним концом герметично присоединен к верхней части подвижной трубы, а нижним концом - к верхнему концу полиэтиленовой водосбросного вертикального трубопровода непосредственно в сторону дренажного колодца, поплавковая емкость закреплена также к верхней части подвижной трубы, создавая перемещение в целом. Подвижная труба расположена коаксиально внутри вертикальной части полиэтиленового трубопровода, и тем самым упрощает конструкцию лизиметра, позволяет медленно накапливать жидкость в измерительной емкости и резко запускать вертикальный трубопровод в режиме сифона под большим расходом для последующего наполнения измерительной емкости, которая гидравлически через поддон связана с емкостью монолита почвы, а в случае ее перенаполнения от полива или дождевых осадков и т.п., имеется возможность, когда через определенное время, установленное в целом одно устройство в режиме сифона, идет быстрый сброс на основе образования вакуума. А это связано с программой заданного цикла, полива емкости монолита почвы.This design of the lysimeter in operating conditions allows not only adjusting the lysimeter using a stop device in the form of a flange with holes for the operation of the float tank with holes in the bottom, each of which has a valve with a stem interacting with the stop device, and also increases the range of the water level above a vertical spillway polyethylene pipe, which is fixed by a movable pipe with a bellows and a float tank in the lower position. At the same time, in the upper position, these elements, after the vacuum is removed, the measuring tank is emptied and the bellows moves upward under the influence of the float tank at the same time as the water level rises. In addition, this makes it possible to move the persistent flange by moving (setting up or down) to a specific irrigation culture and maintaining from a condition a certain level through the device in the siphon mode with the discharge of excess water, respectively, maintaining the water level in the soil monolith depending on the experiments in a plot with different cultivation crops according to their growth phases. And it is possible to simplify the design due to the regulating thrust device in the form of a flange with holes and a measuring vessel connected to the lid. All elements are structurally simple in the mode of operation of the lysimeter in the range of different levels of the soil monolith capacity, it allows you to maintain automatic mode and record the work of the movable pipe, the bellows which is located outside the movable pipe and its upper end is hermetically connected to the upper part of the movable pipe, and the lower end to the upper end a polyethylene spillway vertical pipeline directly to the side of the drainage well, the float tank is also fixed to the upper part of the movable pipe, with giving the movement as a whole. The movable pipe is located coaxially inside the vertical part of the polyethylene pipeline, and thereby simplifies the design of the lysimeter, allows you to slowly accumulate liquid in the measuring tank and abruptly run the vertical pipe in siphon mode at high flow rate for subsequent filling of the measuring tank, which is hydraulically connected through the pallet to the soil monolith capacity , and in case of overfilling from irrigation or rainfall, etc., there is a possibility when, after a certain time, is established Seventh overall, one device in siphon mode, there is a quick reset based on the formation of a vacuum. And this is due to the program of a given cycle, watering the capacity of the soil monolith.

В таких условиях при простоте устройства в едином узле крепления всех элементов можно проводить экспресс-информацию для визуального замера уровня воды в емкости циклически при свободном автоматическом перемещении указанных элементов вместе и фиксатора упорного устройства в виде фланца с отверстиями положения винта, связанного с упорным устройством и настройки его на поддержание оптимального уровня через вертикальный водосбросной трубопровод на сброс в режиме сифон в емкости монолита почвы в зависимости от проведения опытов на делянке, а значит, повышает при простоте производительность труда и качества полученной информации при определении элементов водного баланса почвогрунтов при заполнении емкости монолита почвы. Кроме того, наличие разноцветной полосы шкалы системы индикации позволяет дополнительно допускать заданную погрешность приборов контроля ± 1,0 см и, вычислять расход, сбрасываемый в дренажный колодец посредством пластмассового трубопровода внутри, которого установлена подвижная труба с закрепленными к ней верхней части элементами, т.е. сброс воды происходит до отметки верха вертикального неподвижного трубопровода, размещенного непосредственно к уровню настройки монолита почвы в зависимости от проведения опытов на делянке. Таким образом, мерная емкость наполняется только через гидравлическую связь с монолитом почвы, а значит, точность замера расхода жидкости повышается в разы по описываемой схеме. Таким образом, можно изменить программу выдачи сброса и параметры работы устройства в режиме сифона (сильфон сжимается, емкость наполняется водой, до тех пор, пока не произойдет срыв вакуума и емкость начнет опорожняться и начинается движение сильфона вверх под действием поплавковой пустой емкости - клапан открыты).In such conditions, with the simplicity of the device in a single unit of attachment of all elements, you can conduct express information for visual measurement of the water level in the tank cyclically with the free automatic movement of these elements together and the stop of the stop device in the form of a flange with holes for screw position associated with the stop device and settings its maintenance of the optimal level through a vertical spillway to discharge in the siphon mode in the soil monolithic capacity, depending on the sharing ke, and thus increases the ease with productivity and quality of the information obtained in the determination of the elements of the water balance of soil in filling capacity of the soil monolith. In addition, the presence of a multi-colored strip of the scale of the display system allows you to additionally allow the specified error of the control devices ± 1.0 cm and to calculate the flow rate discharged into the drainage well by means of a plastic pipe inside which a movable pipe is installed with the upper part fixed to it, i.e. . water discharge occurs up to the mark of the top of the vertical stationary pipeline, located directly to the level of adjustment of the soil monolith, depending on the conduct of experiments on the plot. Thus, the measured capacity is filled only through a hydraulic connection with the soil monolith, which means that the accuracy of measuring the fluid flow rate increases many times according to the described scheme. Thus, it is possible to change the resetting program and the device operating parameters in the siphon mode (the bellows is compressed, the tank is filled with water until the vacuum is broken and the tank starts to empty and the bellows moves upward under the action of an empty float tank - the valve is open) .

Эти конструктивные отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого лизиметра критерию изобретения «новизна».These structural differences from the prototype allow us to conclude that the inventive lysimeter meets the criteria of the invention of "novelty."

На чертеже показана схема лизиметра, общий вид в разрезе.The drawing shows a diagram of a lysimeter, a General view in section.

Лизиметр содержит корпус емкости 1, заполненный монолитом почвогрунта, причем емкость заполняется двумя различными водопроницаемыми слоями фильтра: верхнего, хорошо проницаемого 2 исследуемого образца почвы и нижнего слабо проницаемого 3 дна-фильтра, выполненного из геотекстильного материала, уложенного на сетку 4, перекрывающих поддон 5, который соединен гидравлически с металлической вертикальной трубой в виде емкости 6. В хорошо проницаемом 2 образце почвы размещен датчик влажности 7. Емкость 6 разделена перегородкой 8 на две неравные части: на измерительную емкость 9, а вторая часть выполнена в виде дренажного колодца 10, в нижней части перегородки 8 выполнено отверстие 11, к которому прикреплен конец вертикального водосбросного полиэтиленового трубопровода 12 выше выпускного отверстия отводящей трубы 13. Вертикальная часть водосбросного трубопровода 12 установлена внутри измерительной емкости 9. Комплект устройства также содержит подвижную трубу 14, сильфон 15, поплавковую емкость 16, упорный механизм в виде фланца 17 с отверстиями 18, размещенного внутри измерительной емкости 9 и соединенного с крышкой 19 емкости 9. Подвижная труба 14 расположена коаксиально внутри полиэтиленового вертикального водосбросного трубопровода 12. Сильфон 15 расположен снаружи подвижной трубы 14 и верхним концом герметично присоединен к верхней части подвижной трубы 14, а нижним концом - к верхнему концу водосбросному вертикальному неподвижному трубопроводу 12. Поплавковая емкость 16 закреплена на верхней части также подвижной трубы 14 с наружной ее стороны в месте крепления сильфона 15 к верхнему концу. Кроме того, поплавковая емкость 16 выполнена с отверстиями 20 в дне 21, в каждом из которых установлен клапан 22 со штоком 23. Соединение фланца 17 с крышкой 19 емкости 9 выполнено в виде винта 24 механизма подъема вверх или опускания вниз. Кроме того, верхняя часть неподвижного вертикального водосбросного трубопровода 12 установлена в мерной емкости 9 не выше чем минимального состояния УГВ от поверхности почв и влажности почвы, что зависит от периодов проведения работ, как по культурам, так и их фазам развития сельскохозяйственных культур, т.е. на данный период роста растений. Все это позволяет более полно учесть факторы, определяющие влагозапасы в почве и условия роста и развития растений, избежать неоправданных расходов поливной воды, а также обеспечить оптимальный водный режим почвы на заданной фазе развития растения и автоматизировать сброс излишков слива воды в дренажный колодец 10 с учетом узлов работы упорного механизма 17, сильфона 15, подвижной трубы 14 сферической поверхности поплавковой емкости 16 в режиме работы сифона. В дренажный колодец 10 поступает сброс воды, выданный за один период работы лизиметра для данной конкретной сельскохозяйственной культуры.The lysimeter contains a container body 1 filled with a soil monolith, and the container is filled with two different water-permeable layers of a filter: an upper, well-permeable 2 soil sample and a lower weakly permeable 3 bottom filter made of geotextile material laid on a mesh 4, covering the pallet 5, which is hydraulically connected to a vertical metal pipe in the form of a container 6. A moisture sensor 7 is placed in a well-permeable soil sample 2. The container 6 is divided by a partition 8 into two unequal parts : on the measuring tank 9, and the second part is made in the form of a drainage well 10, a hole 11 is made in the lower part of the partition 8, to which the end of the vertical spillway polyethylene pipe 12 is attached above the outlet of the outlet pipe 13. The vertical part of the spillway 12 is installed inside the measuring containers 9. The device kit also includes a movable pipe 14, a bellows 15, a float tank 16, a thrust mechanism in the form of a flange 17 with holes 18 located inside the measuring tank 9 and connected to the lid 19 of the container 9. The movable pipe 14 is located coaxially inside the vertical polyethylene spillway 12. The bellows 15 is located outside the movable pipe 14 and the upper end is hermetically connected to the upper part of the movable pipe 14, and the lower end to the upper end of the vertical spillway fixed the pipeline 12. The float tank 16 is fixed on the upper part of the movable pipe 14 from its outer side in the place of mounting of the bellows 15 to the upper end. In addition, the float tank 16 is made with holes 20 in the bottom 21, in each of which a valve 22 with a stem 23 is installed. The connection of the flange 17 with the cover 19 of the tank 9 is made in the form of a screw 24 of the mechanism for lifting up or lowering down. In addition, the upper part of the stationary vertical spillway pipe 12 is installed in a measured tank 9 not higher than the minimum state of the groundwater level from the surface of the soil and soil moisture, which depends on the periods of work, both for crops and their phases of development of crops, i.e. . for a given period of plant growth. All this makes it possible to more fully take into account the factors determining the moisture reserves in the soil and the conditions for the growth and development of plants, to avoid unjustified irrigation water consumption, as well as to ensure the optimal water regime of the soil at a given phase of plant development and to automate the discharge of excess water discharge into the drainage well 10, taking into account the nodes the operation of the thrust mechanism 17, the bellows 15, the movable pipe 14 of the spherical surface of the float tank 16 in the siphon operation mode. In the drainage well 10 receives a discharge of water, issued for one period of operation of the lysimeter for this particular crop.

Для измерения поступившей воды (жидкости) в измерительную 9 над крышкой 19 емкости 9 закреплена отградуированная стойка 25 с возможностью размещения на ней шкалы, состоящей из разноцветных светящихся отсчетных и разделительных полос. Имеется возможность экспресс-контроля значений уровня в измерительной емкости 9 в заданных интервалах изменений расходов. Разноцветные светящиеся отсчетные полосы, соответствующие расчетному расходу воды, могут быть, например, белыми, а разделительная полоса - черной, что соответствует перемещением зафиксированного положения вертикального винта 24 вместе с которыми, перемещается упорный механизм в виде фланца 17 с отверстиями 18, в нижнюю плоскость которого упирается свободно шток 23 клапана 21, расположенного на дне 21 сферической поплавковой емкости 16 с отверстиями 20 в сторону размещения сильфона 15 с подвижной трубой 14 и закрепленной также светящиеся краской указательной стрелки 26 на винте 24.To measure the incoming water (liquid) into the measuring 9 above the lid 19 of the tank 9, a graduated rack 25 is fixed with the possibility of placing on it a scale consisting of multi-colored luminous reading and dividing strips. There is the possibility of express control of the level in the measuring tank 9 in the specified intervals of the flow rate. For example, multi-colored luminous readout strips corresponding to the calculated water flow rate can be white, and the dividing strip can be black, which corresponds to the displacement of the fixed position of the vertical screw 24 with which the stop mechanism moves in the form of a flange 17 with holes 18, into the lower plane of which freely rests on the stem 23 of the valve 21 located on the bottom 21 of the spherical float tank 16 with holes 20 in the direction of placement of the bellows 15 with a movable pipe 14 and fixed also with glowing paint an appearance of the arrow 26 on the screw 24.

Таким образом, состояние УГВ от поверхности почвы и влажности почвы зависит как по периодам проведения работ, так и по культурам и их фазам развития сельскохозяйственных культур, т.е. на данный период роста растений. Все элементы выполнены, подлежащие осмотру и взаимозаменяемыми при настройке.Thus, the state of groundwater contamination on the surface of the soil and soil moisture depends both on the periods of the work and on the crops and their phases of development of crops, i.e. for a given period of plant growth. All elements are made, subject to inspection and interchangeable during setup.

Лизиметр работает следующим образом.The lysimeter works as follows.

На опытной делянке, на исследуемом поле, отрывается траншея, в которой на заданной глубине 1,0…1,8 м устанавливается металлическая емкость 1 и заполняется исследуемым почвогрунтом с двумя различными водопроницаемыми слоями фильтра, т.е. верхний слой монолит почвы 2 и геотекстильный материал 3 на сетке 4, последние закреплены над поддоном 5. Поддон 5 емкости 1 соединен гидравлически посредством перетекающей трубы с вертикально установленной емкостью 6, разделенной на две неравные части: измерительную емкость 9 и дренажный колодец 10 вертикальной перегородкой 8. В перегородке 8 в нижней ее части выполнено отверстие 11, к которому прикреплен конец вертикального полиэтиленового водосбросного трубопровода 12. Это разделяет измерительную часть емкости 9 и дренажный колодец 10 между собой при отсутствии поступления воды на сброс через подвижную трубу 13, размещенную коаксиально внутри водосбросного неподвижного вертикального трубопровода 12 на момент заполнения водой поливом или дождеванием емкости 1 с монолитом почвы и накопления воды в измерительной емкости 9, где затем происходит выравнивание уровней воды между собой. Во избежание затопления лизиметр не рекомендуется устанавливать в микропонижениях и западинах. Таким образом, имеет место переход перед отводящим оголовком отводящей трубы 13.In the experimental plot, in the field under study, a trench is opened in which a metal container 1 is installed at a given depth of 1.0 ... 1.8 m and filled with the soil to be studied with two different permeable filter layers, i.e. the top layer is a soil monolith 2 and geotextile material 3 on a grid 4, the latter are fixed above the pallet 5. The pallet 5 of the tank 1 is connected hydraulically by means of a flowing pipe with a vertically installed tank 6, divided into two unequal parts: a measuring tank 9 and a drainage well 10 with a vertical partition 8 A hole 11 is made in the partition 8 in its lower part, to which the end of the vertical polyethylene spillway pipe 12 is attached. This separates the measuring part of the tank 9 and the drainage well 10 between in the absence of water flow to the discharge through a movable pipe 13, placed coaxially inside the spillway fixed vertical pipe 12 at the time of filling the water 1 with irrigation or sprinkling of the tank 1 with a monolith of soil and the accumulation of water in the measuring tank 9, where then the water levels are equalized. To avoid flooding, the lysimeter is not recommended to be installed in microdepressions and depressions. Thus, there is a transition in front of the outlet end of the outlet pipe 13.

Фильтрующая из почвогрунта вода поступает через геотекстильный материал 3, поступает в поддон 5, далее заполняет измерительную емкость 9.Filtering water from the soil enters through geotextile material 3, enters the pan 5, then fills the measuring tank 9.

При заполнении водой измерительной емкости 9 поднимается вверх поплавковая емкость 16, при этом поднимается вверх и подвижная труба 14, соединенная с сильфоном 15 (сильфон растягивается), а клапан 22 остается закрытым. После того, как шток 23 упрется во фланец 17, открывается клапан 22, поплавковая емкость 16 наполняется водой и под ее тяжестью емкость 16 начинает опускаться, при этом клапан 22 закрывается, а сильфон 15 сжимается. В начале на участке от низа фланца 17 до зоны максимального сжатия сильфона 15 у оголовка подвижной трубы 14 при нижнем ее положении имеет место сброс воды в режиме свободного истечения, а после вывода из верхней части емкости 9 воздуха на входе в трубопровод 12 образуется вакуум и в дальнейшем идет сброс в режиме сифона (сильфон 15 находится в сжатом положение, емкость 16 наполнена водой, клапан 22 закрыт). После срыва вакуума емкость 16 опорожняется и начинается движение вверх сильфона 15 под воздействием поплавковой емкости 16 одновременно с подъемом уровня воды в измерительной емкости 9. Высота сработки над трубопроводом 12 будет складываться, примерно равной с глубиной вакуума в целом высота сработки удваивается определенным расстоянием. Упорный фланец 17 перемещается путем передвижения (вниз или вверх) винта 24, с которой он соединен и фиксируется винт 24, что позволяет регулировать уровень сработки с одно стороны, а с другой стороны упорной устройство в виде фланца 17 обеспечивает открытие клапана 22 через шток 23, поскольку шток 23 длиной несколько выше бортов емкости 16. Отверстия 18 фланца 15 обеспечивают сброс воды до того момента когда будет сжат сильфон 15.When the measuring tank 9 is filled with water, the float tank 16 rises up, while the movable pipe 14 connected to the bellows 15 rises (the bellows stretches) and the valve 22 remains closed. After the stem 23 rests on the flange 17, the valve 22 opens, the float tank 16 is filled with water and under its weight the tank 16 begins to lower, while the valve 22 closes, and the bellows 15 is compressed. At the beginning, in the section from the bottom of the flange 17 to the zone of maximum compression of the bellows 15 at the head of the movable pipe 14, at its lower position, water is discharged in the free flow mode, and after the air is withdrawn from the upper part of the tank 9, a vacuum is formed at then there is a reset in the siphon mode (the bellows 15 is in a compressed position, the container 16 is filled with water, the valve 22 is closed). After the vacuum is removed, the container 16 is emptied and the bellows 15 moves upward under the influence of the float vessel 16 simultaneously with the rise in the water level in the measuring vessel 9. The discharge height above the pipeline 12 will add up approximately equal to the vacuum depth as a whole, the discharge height doubles by a certain distance. The stop flange 17 is moved by moving (up or down) the screw 24 with which it is connected and the screw 24 is fixed, which allows you to adjust the level of run-off on one side, and on the other hand, the stop device in the form of a flange 17 allows the valve 22 to open through the stem 23, since the stem 23 is slightly longer than the sides of the tank 16. The holes 18 of the flange 15 provide a discharge of water until the bellows 15 is compressed.

Для измерения поступившей фильтрующей воды (жидкости) в мерную емкость 9 над крышкой 19 емкости 9 закреплена градуированная стойка 25 с возможностью размещения на ней системой индикации в виде шкалы из разноцветных светящихся отсчетных и разделительных полос. Имеется возможность экспресс-контроля значений уровней в измерительной емкости 9 в заданных интервалах изменений расхода. Разноцветные светящиеся отсчетные полосы, соответствующие расчетному расходу воды, могут быть, например, белыми, а разделительная полоса черная, что соответствует перемещением зафиксированного положения вертикального винта 24, вместе с которым перемещается упорный механизм в виде фланца 17 с отверстиями 18, а также зависят и другие связанные между собой элементы в целом, кроме неподвижного полиэтиленового вертикального водосбросного трубопровода 12 для сброса воды, а также светящиеся краской указательной стрелки 26 на винте 24.To measure the incoming filtering water (liquid) into the measuring container 9 above the cover 19 of the container 9, a graduated rack 25 is fixed with the possibility of placing an indication system on it in the form of a scale of multi-colored luminous reading and dividing strips. There is the possibility of express control of the values of the levels in the measuring tank 9 at predetermined intervals of flow rate changes. For example, multi-colored luminous readout strips corresponding to the calculated water flow can be white, and the dividing strip is black, which corresponds to the displacement of the fixed position of the vertical screw 24, with which the stop mechanism in the form of a flange 17 with holes 18 moves, and others also depend interconnected elements in general, except for a stationary vertical polyethylene spillway 12 for water discharge, as well as luminous paint of the arrow 26 on the screw 24.

Такая компоновка лизиметра обеспечивает упрощение его конструкции и более точное поддержание уровня в корнеобитаемом слое почвогрунта емкости при отводе фильтрационного тока воды из почвы. Далее цикл повторяется до тех пор, пока вода будет поступать из монолита почвы емкости.This arrangement of the lysimeter provides a simplification of its design and a more accurate maintenance of the level in the root habitat layer of the soil of the tank when the filtration flow of water from the soil is removed. Next, the cycle is repeated until the water comes from the monolith of the soil of the tank.

Таким образом, состояние УГВ от поверхности почв и влажности почвы зависит как по периодам проведения работ, так и по культурам и их фазам развития сельскохозяйственных культур, т.е. на данный период роста растений. Все элементы просты и выполнены взаимозаменяемыми при настройке.Thus, the state of groundwater contamination on the surface of soils and soil moisture depends both on the periods of work and on the crops and their phases of development of crops, i.e. for a given period of plant growth. All elements are simple and interchangeable when configured.

Преимущество предлагаемого лизиметра - упрощение конструкции, обеспечивает надежность и достаточную точность регулирования уровня воды в лизиметре с передачей сигнала для регистрации расхода на шкале стойки расхода полива или дождевания, т.е. в соответствии с потребностью растений, а значит, иметь возможность решить научно-исследовательские вопросы на составляющие баланса в целом.The advantage of the proposed lysimeter is the simplification of the design, provides reliability and sufficient accuracy of regulation of the water level in the lysimeter with the transmission of a signal for recording the flow rate on the scale of the flow rack for irrigation or sprinkling, in accordance with the needs of plants, and therefore, be able to solve research questions on the components of the balance as a whole.

Claims

1. A lysimeter including a container (1) with a soil monolith (2) communicating with a vertical container (6), a tray (5) and water level elements, and a vertically mounted container (6) is divided into a measuring container (9) and a drainage well (10) a partition (8) in which a hole for water discharge is made, and a vertically mounted container (6) is hydraulically connected to a pallet (5) of a container (1) with a soil monolith (2), a cover (19) with a graduated stand (25 ) in the form of a scale and adjusting device in the form of a screw (24), a movable vertical pipe with reg an incriminating device, while the adjusting device in the form of a screw (24), which is equipped with a pointer arrow (26) opposite graded according to the irrigation time by taking into account the biological characteristics of the soil monolith cultures (2), is equipped with a stand (25) in the form of a scale consisting of multi-colored luminous reading and dividing strips, characterized in that it is equipped with a drain polyethylene pipe (12), the upper part of which is installed inside the measuring tank (9), and the pipe (12) with the lower end of the means ohm of the hole (11) in the lower part of the partition (8) is connected to the drainage well (10), while the movable pipe (14) is installed coaxially inside the vertical drainage pipe (12), a bellows (15) and a float tank (16) made with holes (20) in the bottom (21), in each of which a valve (22) is installed with a stem (23) interacting with the stop device in the form of a flange (17) with holes (18) located inside the measuring vessel (9) and connected with a lid (19) of the container (9), and the bellows (15) is located on the outside of the movable pipe (14) an upper end hermetically joined to an upper portion of the movable tube (14) and the lower end - to the upper end of the spillway conduit (12).

2. A lysimeter according to claim 1, characterized in that the connection of the flange (17) with the cover (19) of the measuring container (9) is made with a device in the form of a screw (24) with an arrow (26), with the possibility of vertical movement relative to the cover ( 19) measuring capacitance (19) and equipped with a screw (24).