[发明专利]滴水式土壤入渗测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及农田水平衡和水土保持观测技术领域，特别是涉及一种滴水式土壤入渗测量装置。

背景技术

土壤水入渗是水渗入土壤的物理现象，以单位时间入渗的水深表示，即入渗强度或入渗率，或以历时入渗累积曲线表示。土壤水入渗与降水、灌溉水进入土壤及其在土壤中的储存有密切关系。入渗率低的情况下，渗入土壤的水分低，会产生滞水内涝；或来不及入渗的水沿地表流走，并带走土壤，引起水土流失等问题。入渗率过高时，可能不利于土壤持水，还会对一些水利设施产生不良影响。因此，水土流失观测和农田水利工程建设都需要关注土壤水入渗。

目前，测量土壤水入渗的方法很多，如单环入渗仪、双环入渗仪、张力入渗仪等，都是在一定的水头驱动下，测定土壤在饱和情况下的导水能力。由于这些实验方法与天然降水情况差异较大，尤其是天然降雨时雨滴对土面击打，导致细土粒因雨滴击溅引起的位移，土壤结皮，土壤团聚体破坏，细土粒对大缝隙的填充等过程缺少；仪器安装过程中对土面的破坏引起的边界效应等问题，导致这些方法的测定值与天然降水的入渗情况有较大的差异。人工模拟降雨的方法测量土壤入渗，可以较好的解决雨滴击打改变土面状态等问题，但需要比较昂贵和操作复杂的人工模拟降雨设备，并且针对面积较小的土柱，降雨的均匀性问题，会导致土柱接收的模拟降水量难于确定，进而影响测量精度。如果增加土柱面积，则会增加工作量。

中国专利CN202854013U公开的测量装置，其水头产生的压强在测量过程中不断变化，很难测定在某一压强下，降水强度对土壤入渗的影响，而有时处于测量的需要，某一压强下的降水对土壤入渗的影响需要多次测定，（建议删掉红字部分）因而，一套简易且能多次重复相同实验条件的测量装置，对于水文过程研究、作物水分利用、灌溉管理、土壤侵蚀和水土保持研究仍很重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种滴水式土壤入渗测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种滴水式土壤入渗测量装置，包括供水装置，水滴发生装置，集水测量装置和支架系统；

所述供水装置包括水泵、水箱、排水软管、上水软管、升降机构和控水桶；

所述水泵位于所述水箱内，所述上水软管连通水泵和控水桶的侧壁下端，所述排水软管连通所述水箱和所述控水桶的侧壁上端，所述升降机构位于所述控水桶的底部；水泵通过上水软管将水箱的水输入控水桶中，水位超过排水软管的排水口时，排水软管会将多余的水排到水箱中，使得控水桶的液面恒定。升降机构可以调整控水桶的高度，从而通过上水软管给供水桶提供不同水头的水；

所述水滴发生装置包括供水桶、供水软管和滴水盘；

所述滴水盘位于所述供水桶的底部，所述供水软管连通所述供水桶和所述控水桶；供水桶的水位不同，滴水盘的水滴发生速度也不同，因此，可以通过控制供水桶的水位模拟不同强度的降水；

所述集水装置包括防风管、外环刀、内环刀、集水盘、漏斗、水量自记器和集水桶；

所述防风管套装在所述滴水盘的外侧，所述外环刀位于所述防风管的下端并与其下端紧密连接，所述内环刀位于所述外环刀内与其同心，所述外环刀与所述内环刀共同安装于底部的环刀盖上，环刀盖盖在内外环刀的底上后，直接放到漏斗上，所述漏斗位于所述水量自记器上方，所述集水盘套装于所述外环刀的外侧并通过软管与集水桶连通；

防风管，是一个有机玻璃的透明管，套在滴水盘的外侧，可以防止空气流动对水滴自由降落的干扰；设置的双重环刀中内环刀盛装的是原状土，先安装到底上，然后安装外环刀，外环刀装相同土层的土壤。雨滴击打到内环刀的土壤上可能会有土溅出，外环刀的土也会溅入内环刀，从而保持一定的平衡和缓冲作用，内环刀用于测量入渗水量，外环刀的土壤起缓冲区的作用，主要是减少内环刀内的土壤溅失，以及防风管的边界效应；漏斗则是承接渗过内环刀内土壤的水，收集到的水由水量自记器来测量和记录；

所述支架系统包括支架和水桶托盘；

所述水桶托盘位于支架的底部，所述支架为倒置的凹字，所述升降机构位于所述支架顶部一侧，所述供水桶位于所述支架顶部的另一侧并贯穿所述支架顶部，是防风管位于所述支架与是供水桶的同侧，所述集水桶位于所述水桶托盘上并与所述供水桶同侧；水桶托盘可以调整高度，对防风管，外环刀、内环刀、漏斗、水量自记器、集水桶等起到顶托作用。

优选地，供水桶的内壁上方装有水位感应器，水位感应器用来自动记录水头高度变化。