[发明专利]一种模拟地下水蒸发的方法及其土柱实验装置

说明书

本发明涉及土壤水环境研究领域，尤其涉及一种模拟地下水蒸发的方法及其土柱实验装置。一种模拟地下水蒸发的土柱实验装置，包括土柱筒、注水装置、底座、透水板、水样收集装置；土柱筒一端设置在底座上，另一端为顶部敞口，透水板设置在土柱筒内靠近底座处，土柱筒的侧壁上设有刻度线，土柱筒的侧壁上还设有多个出水孔及测压管孔，测压管孔连接有测压管；土柱筒底面和透水板之间的侧壁上设有进水口，注水装置通过管路与进水口连通；水样收集装置可通过管路与出水孔连通用于收集水样；出水孔上设有防漏水装置。本发明结构简单、操作简便，能够准确模拟地下饱水带以及包气带的水环境，从而反映出地下水蒸发的真实过程，满足试验要求。

技术领域

本发明涉及土壤水环境研究领域，尤其涉及一种模拟地下水蒸发的方法及其土柱实验装置。

背景技术

地下水的蒸发一直是水文地质研究领域中的重点研究对象，它主要是指地下水借土壤毛管的作用，一部分以土壤蒸发的方式进入大气，另一部分通过植物散发。如果地下水位很浅且岩土的空隙较大，则地下水可直接蒸发。在西北干旱、半干旱地区，特别是沙漠地区，浅层地下水的蒸发是该地区地下水排泄的重要方式，并且是影响地下水整体水环境的关键因素。影响地下水蒸发的因素主要有：气候因素、土壤、埋深和植被情况等。研究地下水蒸发过程中的水化学运移规律以及各因素对蒸发过程的影响对农业方面土壤水蒸发现象的研究，地下水开发利用，旱区生态环境保护等方面具有重要的意义。因此，为了探究不同影响因素下地下水蒸发规律，急需设计一种可以模拟出地下水蒸发现象的实验装置。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种模拟地下水蒸发的土柱实验装置，其结构简单、操作简便，该装置能够准确模拟地下饱水带以及包气带的水环境，从而反映出地下水蒸发的真实过程，满足试验要求。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种模拟地下水蒸发的土柱实验装置，其特殊之处在于：

包括土柱筒、注水装置、底座、透水板、水样收集装置；

所述土柱筒为筒状结构，其一端设置在底座上，另一端为顶部敞口，透水板设置在土柱筒内靠近底座处，土柱筒的侧壁上设有刻度线，土柱筒的侧壁上还设有多个出水孔及测压管孔，所述测压管孔连接有测压管；所述土柱筒底座和透水板之间的侧壁上设有进水口，所述注水装置通过管路与进水口连通；所述水样收集装置可通过管路与出水孔连通用于收集水样；

所述出水孔上设有防漏水装置。

进一步地，上述土柱筒内壁上对应出水口处设有滤网，以防止土壤进入出水孔，导致出水孔堵塞。

进一步地，上述透水板上方设有滤网，以防止土粒落入透水板下部，同时保证在饱水过程中水能够均匀进入土柱中。

进一步地，上述测压管为直角导管，向上统一延伸至与土柱筒顶端相齐平的位置。

进一步地，上述多个出水孔沿着土柱筒轴线方向设置在土柱筒侧壁上，相邻两个出水孔之间距离相等；所述测压管设置在土柱筒侧壁上与出水孔相对一侧，测压管孔位于对侧每两个相邻出水孔的中间位置。

进一步地，上述防漏水装置为软管，所述软管连接出水孔，所述软管上设有止水夹。

进一步地，上述底座为一圆盘，其上设有环形凹槽，土柱筒的下端嵌入该环形凹槽内。

进一步地，上述水样收集装置为广口玻璃瓶。

进一步地，上述透水板上均匀开设有透水微孔。

进一步地，上述透水板与土柱筒底面的距离为5cm。

另外，本发明还提出一种模拟地下水蒸发的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)经野外调查取样获取具有代表性的天然土样若干，将土样放置烘箱中105℃烘干至恒重以去除土壤中的水分；