[发明专利]田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置及分析算法

说明书

本发明提出了田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置及分析算法；解决了地中渗透仪建造耗时长、技术复杂、费用昂贵和不能反映是自然因素或人类作用而引起的空间变异性的问题；田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置，包括地面和承载板，地面下侧竖向设置有承载板，承载板上对角线处依次设置有多排电极插入孔，每排电极插入孔有两个水平的插口组成，每排电极插入孔的两个插口分别与两个电极相连，电极的另一端与承载板外侧的多路电阻测试主板相接，多路电阻测试主板上的I/O接口与地面上侧数据储存设备相接；本装置建造耗时短，技术简单，成本较低，可以反映出测试结果是否人为，也可以准确解析降雨入渗补给地下水的时空规律。

技术领域

本发明涉及降雨入渗补给地下水测量技术领域，特别是指田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置及分析算法。

背景技术

大气降雨是浅层地下水补给的主要来源，研究降雨对浅层地下水时空演化影响，对防洪减灾、物资调度、水资源开发、利用、管理和保护提供重要信息，对今后研究高强度、大级别暴雨条件下，平原区产汇流预报、防洪除涝、工程运用、水生态治理、水资源开发利用等工作具有重大意义；同时，研究降雨入渗的时空分布，对揭示不同水文地质条件下，降雨对地下水入渗补给规律、地下水开发利用保护、超采区治理也具有重要理论指导意义。

传统的降雨入渗补给地下水的分析方法主要有以下几种：水量均衡法、通过土壤水动力学基本方程计算包气带水分的分布模拟入渗过程、地中渗透仪观测法和化学示踪法。

目前，对降雨入渗补给地下水直接进行测量的只有地中渗透仪；地中渗透仪采用物理、机械原理，包括地下观测室、蒸渗筒及各种观测设备，建造耗时长，技术复杂、费用昂贵；同时，渗透仪的土壤条件和植物生长受器壁等边界效应的影响与田间有所差异，不能反映由自然因素和人类作用引起的空间变异性。

本发明将电阻法测土壤湿度的方法用于降雨入渗补给地下水测量技术领域；根据土壤湿度的变化，结合特定分析算法，分析降雨入渗补给地下水的时空规律。

发明内容

本发明提出田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置及分析算法，解决了地中渗透仪建造耗时长、技术复杂、费用昂贵和不能反映是自然因素或人类作用而引起的空间变异性的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

田间快速部署的降雨入渗补给地下水测量装置，包括地面和承载板，其特征在于：地面下侧竖向设置有承载板，承载板上对角线处依次设置有多排电极插入孔，每排电极插入孔有两个水平的插口组成，每排电极插入孔的两个插口分别与两个电极相连，电极的另一端与承载板外侧的多路电阻测试主板相接，多路电阻测试主板上的I/O接口与地面上侧数据储存设备相接。

进一步的，承载板从上到下设有刻度，一个刻度对应一排电极插入孔，一组电极作为一路正负极连接多路电阻测试主板的一路正负极。

进一步的，所述地面上侧设置有太阳能面板，太阳能面板与地面上的蓄电池相连，蓄电池的正负极与地面下侧多路电阻测试主板的正负极相接。

进一步的，所述的电极为不锈钢电极。

进一步的，田间快速部署降雨量入渗补给地下水分析算法，包括如下步骤：

步骤1，确定对雨水入渗进行测量的时间段；

步骤2，从储存设备处读取电阻数据和雨量数据；

步骤3，读取电阻数据是否发生跳变；

步骤4，电阻数据未发生跳变，判断是否发生降雨，未发生降雨重新进行检测，发生降雨为设备故障；电阻数据发生跳变，判断是否发生降雨，未发生降雨跳变为人为导致，发生降雨本算法成立。