专利名称：渗吸仪的制作方法
技术领域：
本发明属于水在土壤中入渗测量仪器技术领域，涉及一种渗吸仪。
背景技术：
土壤水分运动是土壤内部能量循环的研究基础。宏观上饱和与非饱和土壤水运动均服从达西定律，在非饱和状态下，渗吸速度是变量，其值随土壤含水率变化，含水率越低，渗吸速度越大；在饱和状态下，渗吸速度是常量。渗吸速度是土壤的一个重要物理指标，反映了土壤的吸水性和透水性，测定此参数对研究土壤物理性质具有重要意义，对准确指导农业田间灌溉，更好确定土地利用方式等方面有重要的作用。目前测定土壤渗吸速度的方法很多，例如双环法、环刀法、人工降雨法、圆盘入渗仪法、单环定量加水法、瞬时剖面法、垂直下渗通量法、垂直土柱稳定蒸发法、水平土柱吸渗法等。在众多测量方法中，田间原位测定广泛采用的测定仪器体积较大，限定了实验场地，有些仪器的价格昂贵。常用的实验室测定土壤渗吸速度的实验装置体积也较大，不能在短历时内测定渗吸速度随时间的变化规律及湿润锋在土壤标本中的运移规律，也不宜用于实验室教学使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种渗吸仪，解决了现有技术中存在实验装置体积也较大，不能在短历时内测定所需参数的问题。本发明所采用的技术方案是，一种渗吸仪，包括水平板面，在水平板面上端面设置 有土筒，靠水平板面一边沿固定连接有垂直面板，垂直面板正面安装有储水箱，储水箱的上方连接有注水槽，注水槽向下通过进气管与储水箱的底部联通，储水箱侧面上段设置有排气阀，储水箱侧面下段设有出水阀；土筒的侧面上段设置有进水口，进水口通过软管与储水箱的出水阀联通，土筒的内腔靠下位置设置有水平的多孔板，多孔板将土筒内腔分为上层的装土层和下层的盛水层，土筒的另一侧面下段靠近盛水层底部位置设置有出水口。本发明的有益效果是，通过改进后的自动供水装置模拟恒定积水水头条件下垂直 土柱的土壤水分入渗，可在短历时内观测到土壤水分入渗的整个过程，包括自由入渗过程、顶托入渗过程和渗透过程，及测定渗吸速度随时间的变化规律，可延伸测定土壤渗透系数，同时也可观测土壤湿润锋的推进过程，仪器结构简单，体积小且易于移动，操作简便，可多台仪器同时试验，适合推广于实验室内对土壤渗吸速度的教学和试验测量。
图I是本发明渗吸仪测定装置实施例的结构示意图。图中，I. 土筒；2.垂直面板；3.水平板面；4.注水槽；5.进气管；6.储水箱；7.排气阀；8.螺帽；9.出水阀；10.多孔板；11. 土筒进水口；12. 土筒出水口；13.装土层；14.盛水层；15.支座；16.固定螺栓一；17.固定螺栓二。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图I所示，为本发明实施例的渗吸仪的结构示意图，该装置结构是，包括水平板面3，在水平板面3上端面设置有土筒1，水平板面3底端四个角分别设有支座15，靠水平板面3 —边沿固定连接有垂直面板2，垂直面板2正面靠上段安装有储水箱6，储水箱6通过固定螺栓二 17支撑在垂直面板2正面，储水箱6的上方连接有注水槽4，注水槽4通过固定螺栓一 16固定在垂直面板2正面和储水箱6上，注水槽4向下通过进气管5与储水箱6的底部联通，储水箱6侧面上段设置有排气阀7，排气阀7上设有放气螺栓及匹配的螺帽8，螺帽8上设有圆孔，储水箱6侧面下段设有出水阀9 ；土筒I的侧面上段设置有进水口 11，进水口 11通过软管与储水箱6的出水阀9联 通，土筒I的内腔靠下位置设置有水平的多孔板10，多孔板10将土筒I内腔分为上层的装土层13和下层的盛水层14，土筒I的另一侧面下段靠近盛水层14底部位置设置有出水口12。实施例I按照以下参数进行设置土筒I高度20cm,内圆直径为5cm, 土筒I内部由下向上3cm处设有多孔板10 (板厚度Icm)，装土层13高度为12cm，盛水层14高度为3cm，进水口 11设置在土筒I从上至下4cm处，出水口 12设置在土筒I从下向上0. 6cm处，相当于盛水层14的最低处。注水槽4为无盖方形槽或圆形槽,注水槽4底板设置有圆口，该圆口与进气管5直径一致并联通。进气管5底端设有拐角，进气管5底端的拐点高于储水箱6出水阀9的高度2cm。储水箱6横截面积为15cm2，高为25cm，并且储水箱6为透明材质制作的容器，其上设置有观测水位读数的量尺。本发明的渗吸仪，用于测定土壤渗吸速度以及湿润锋运移规律，操作步骤是步骤I)储水箱6注水。打开储水箱6的出水阀9和排气阀7，排气阀7上的圆孔与大气相通，使储水箱6中的余水全部流出，关闭出水阀9。用盛满水的量杯向注水槽4内注水，这时，水将通过注水槽4底板上的圆孔流入进气管5，通过进气管5拐角进入到储水箱6中。加水过程中，不可使注水槽4中出现断流现象。注水到储水箱6内水面略低于排气阀7高度时为止，关闭排气阀7。缓慢打开出水阀9，记录储水箱6的初始水位。步骤2)制作土壤标本。首先在多孔板10上垫一层与土筒I内径相同大小的定性滤纸，防止在装土时有土漏出。将扰动土按容重要求分层装进土筒I中，装土高度为12cm,刚好低于土筒I的进水口 11位置。当土筒I装好土后，用软管将储水箱6出水口 9和土筒I进水口 11相连。步骤3)开始试验。在土面上覆盖一层滤纸。用量杯量出与土筒内2cm高体积相同的水量，迅速倒入土筒，并随即打开储水箱6出水阀9，储水箱6中水量通过出水口向土筒I供水，供水量可通过储水箱6上的标尺读出数据，直到土壤标本底部开始出水达到渗透状态，及土筒I出水口 12有水流出并达到稳定为止，即可测得土壤渗吸速度的变化规律。在测定入渗水量的同时，记录土壤湿润锋在土体内的推进过程，直到湿润锋到达土壤标本底部为止，则可测得土壤浸润速度的变化规律。渗吸仪测定原理利用等压原理，根据等压面的平衡条件，通过改进后的马里奥特供水装置，自动向土壤标本供水，达到既连续供水又维持一定高度的积水入渗水头。在土水势梯度作用下水分渗入土壤，随着观测时间的增加，土壤水分入渗先后经过自由入渗阶段、顶托入渗阶段和渗透阶段，直到有水透过土壤标本渗出，并落入土筒I下端的盛水层14，由出水口 12流出，在试验设计观测时间内称量流出的水的重量。在试验过程中随着入渗的进行，相应读取渗入土壤表面以下的累积入渗量和湿润锋向下推进的距离，将累积入渗量与时间的关系求导后，即为土壤入渗率随时间的变化关系。根据具有物理意义的Philip入渗公式(I):
权利要求
1.ー种渗吸仪，其特征在于包括水平板面(3)，在水平板面(3)上端面设置有土筒(I )，靠水平板面(3)—边沿固定连接有垂直面板(2)，垂直面板(2)正面安装有储水箱(6)，储水箱(6)的上方连接有注水槽(4)，注水槽(4)向下通过进气管(5)与储水箱(6)的底部联通，储水箱(6)侧面上段设置有排气阀(7)，储水箱(6)侧面下段设有出水阀(9); 土筒(I)的侧面上段设置有进水口(11)，进水口(11)通过软管与储水箱(6)的出水阀(9)联通，土筒(I)的内腔靠下位置设置有水平的多孔板(10)，多孔板(10)将士筒(I)内腔分为上层的装土层(13)和下层的盛水层(14)，土筒(I)的另ー侧面下段靠近盛水层(14)底部位置设置有出水ロ(12)。
2.根据权利要求I所述的渗吸仪，其特征在于所述的水平板面(3)底端四个角分别设有支座(15)。
3.根据权利要求I所述的渗吸仪，其特征在于所述的储水箱(6)通过固定螺栓ニ(17)固定在垂直面板(2)正面,注水槽(4)通过固定螺栓ー(16)固定在垂直面板(2)正面和储水箱(6)上。
4.根据权利要求I所述的渗吸仪，其特征在于所述的排气阀(7)上设有放气螺栓及匹配的螺帽(8)，螺帽(8)上设有圆孔。
5.根据权利要求I所述的渗吸仪，其特征在于所述的进气管(5)底端设置有拐点，该拐点高于储水箱(6)出水阀(9)高度2cm。
6.根据权利要求I所述的渗吸仪，其特征在于所述的储水箱(6)为透明容器，其上设置有量尺。
全文摘要
本发明公开了一种渗吸仪，包括在水平板面上端面设置有土筒，靠水平板面一边沿固定有垂直面板，垂直面板正面安装有储水箱，储水箱的上方连接有注水槽，注水槽向下与储水箱的底部联通，储水箱侧面上段设置有排气阀，储水箱侧面下段设有出水阀；土筒的侧面上段设置有进水口，进水口与储水箱的出水阀联通，土筒的内腔设置有水平的多孔板，多孔板将土筒内腔分为装土层和盛水层，土筒的另一侧面设置有出水口。本发明的装置，体积小且易于移动，操作简便，适合推广于实验室内测定土壤渗吸速度及其相关参数的教学和试验中使用。
文档编号G01N33/24GK102735819SQ20121021060
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者张建丰, 张芳, 耿小江 申请人:西安理工大学
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