[发明专利]包气带水分入渗监测方法和装置以及监测提取系统和方法

权利要求书

1.一种包气带水分入渗监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

接入接水盘，截取一定时间内某一位置已知面积上的入渗水，导入内径已知的储水柱内，通过水位计测量水位数据，计算出包气带水分入渗量。

2.根据权利要求1所述的一种包气带水分入渗监测方法，其特征在于，

获取水位传感器在降水或灌溉前储水柱的初始数据h1；

获取降水或灌溉入渗储水柱内水位至稳定时结束数据h2；

获取储水柱内径R，以及接水盘长a、宽b；

通过以下步骤计算降水入渗量；

H_入渗＝π·R²·(h₂-h₁)/(a·b)

其中，H_入渗表示当次包气带水分入渗量，即降水或灌溉进入包气带的入渗量，R表示储水柱内径，h1表示降水或灌溉前储水柱水位，h2表示降水或灌溉后储水柱水位稳定时的水位，a表示接水盘的长，b表示接水盘的宽。

3.一种包气带水分入渗监测装置，其特征在于，包括接水装置、通过管路与接水装置连接的储水装置以及水位测量装置，所述接水装置用于收集包气带中指定位置下渗的水分；所述储水装置用于储存包气带中指定位置下渗的水分，所述储水装置包括储水柱，所述储水柱顶部的顶端开口连接水位测量装置，所述水位监测装置用于测量储水柱内水位变化。

4.根据权利要求3所述的包气带水分入渗监测装置，其特征在于，所述接水装置包括接水盘、隔断、输水口和输水管，所述隔断设于所述接水盘内侧、输水口设于所述接水盘外侧，所述输水管A连接于所述输水口和所述储水装置之间。

5.根据权利要求1所述的包气带水分入渗监测装置，其特征在于，所述储水装置还包括顶端开口、粗端口、细端口、通气管、排水口和输水管B，所述顶端开口设置于储水柱顶部、用于连接于水位测量装置；所述粗端口设于所述储水柱上部且连接于输水管A；所述细端口设于所述储水柱上部粗端口对称位置，所述通气管连接于储水柱上端细端口并延伸至地表；所述排水口设于储水柱下端，所述输水管B连接所述提水装置。

6.根据权利要求1所述的包气带水分入渗监测装置，其特征在于，所述水位测量装置包括固定于储水柱上端开口的水位传感器，所述水位传感器设有反映储水柱水位变化的浮子。

7.根据权利要求6所述的包气带水分入渗监测提取系统，其特征在于，还包括用于提取储水柱内的下渗的水分的提水装置，所述提水装置包括连接于提水装置的微型水泵，设于微型水泵前侧的抽水口，设于微型水泵上侧的排水孔，连接于储存箱内储水瓶与微型水泵上侧排水孔的输水管C。

8.根据权利要求7所述的包气带水分入渗监测提取系统，其特征在于，还包括用于储水装置内水位的收集与记录以及提水装置的触发和结束的控制装置，所述控制装置包括连接于水位监测装置中水位传感器和提水装置中微型水泵的数采器，连接于控制装置中数采器的蓄电池，连接于控制装置中数采器的太阳能板，放置控制装置中数采器和蓄电池的监测箱；所述水位传感器连接控制装置的数采器。

9.根据权利要求7所述的包气带水分入渗监测提取系统，其特征在于，所述接水装置中的接水盘左侧、右侧、后侧均为竖直面，前侧为角度较大的倾斜面，底侧为角度较小的倾斜面，接水盘由前侧至后侧厚度增大；设于接水装置中的接水盘内放置的反滤层由不同粒径的砂组成，设于接水装置中的接水盘内的隔断相互垂直，并在隔断上开挖水分可以流动的开口。

10.一种包气带水分入渗提取方法，其特征在于，如权利要求8所述控制装置中的数采器收集、记录水位传感器传输的水位信息；

当储水柱内的水位达到既定水位，数采器控制提水装置中的微型水泵进行抽水，从而实现包气带入渗水分的提取。