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专利名称：土壤蒸发潜力测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于农田水平衡观测技术领域，具体涉及一种土壤蒸发潜力测量方法及其
直O
背景技术：
土壤蒸发是指土壤水分通过土壤表面以汽态逸散到大气中的过程。土壤蒸发潜力，即土壤潜在蒸发量，是指土壤在无限供水时的水分蒸发量。在实际的土壤蒸发过程中， 当土壤含水量大于田间持水量时，其蒸发量接近土壤蒸发潜力。此时的土壤蒸发量只受土壤表面特征和蒸发环境的影响。使用容器盛土进行土壤蒸发潜力测量，容易出现两方面问题一是蒸发过程中土壤供水能力下降，偏离土壤潜在蒸发概念的基本要求；二是容器外界环境会对测量容器有干扰，主要是太阳辐射和气温引起测量容器的底部和外壁向容器内的大量热传导，使测量结果偏离土壤潜在蒸发概念的基本要求。鉴于种种困难因素，一般的气象和水文测站均不进行土壤蒸发观测，也不进行土壤蒸发潜力的观测。测量土壤蒸发潜力可以建立气象因素、土壤属性与土壤蒸发的关系模型，可用于土壤蒸发预报，但目前尚缺乏一种有效测量土壤蒸发潜力的简易方法和装置。

发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种土壤蒸发潜力测量方法，该方法使得土壤蒸发测量尽量消除干扰因素影响，只体现土壤表面特征和蒸发环境的影响，使其测量值尽量接近该种土壤的土壤潜在蒸发量。本发明要解决的另一技术问题是提供一种土壤蒸发潜力测量装置，该装置结构简单，使用方便。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种土壤蒸发潜力测量方法，包括以下步骤(1)将外套筒内盛装原状土壤并连接用于保证土壤水分恒定的水压力恒定装置；(2)内筒的底部设置称重传感器，该称重传感器连接读数表；所述称重传感器上放置测量筒，测量筒内盛装原状土壤和水压力恒定装置；(3)通过读数表得出称重传感器感应到的测量筒的质量变化，所得的质量差为所测时间段内的土壤蒸发量。所述原状土壤是指未被扰动的土壤。进一步地，所述水压力恒定装置包括马氏瓶、供水管和连接管。优选地，所述外套筒内设置供水管通过连接管与马氏瓶连接。优选地，所述测量筒内设置相连的马氏瓶和供水管。优选地，所述的土壤蒸发潜力测量方法采用以下步骤(1)将外套筒内部的供水管A通过连接管连接马氏瓶A ；然后，给外套筒装满原状土壤；(2)将内筒安装在外套筒的土壤中，上口略高于外套筒中土壤的表面，并放置在外套筒中的土壤中；将内筒内的称重传感器与称重读数表连接好；(3)将测量筒内的马氏瓶B与供水管B连接好，并给测量筒内装满原状土壤，然后将测量筒安装在内筒的称重传感器上；(4)给马氏瓶A和马氏瓶B加水，保持外套筒和测量筒中土壤的水分恒定；使用马氏瓶A通过连接管和供水管A给外套筒中的土壤供水，以保证外套筒内的土壤蒸发不受水分限制。使用马氏瓶B供水，通过供水管B给测量筒内的土壤供水，以保证测量筒内的土壤蒸发不受水分限制。(5)通过读数表观测称重传感器感应到的质量变化，固定间隔后的质量之差即为该时段的土壤蒸发量。一种上述的土壤蒸发潜力测量方法所用的土壤蒸发潜力测量装置，包括外套筒、 内筒、测量筒、供水管A、连接管、马氏瓶A、称重传感器、称重读数表、马氏瓶B、供水管B，所述外套筒内部设置内筒和供水管A，所述供水管A通过连接管连接马氏瓶A，所述内筒内部设有测量筒和称重传感器，所述测量筒设置在称重传感器上，该测量筒内设有马氏瓶B和供水管B，该称重传感器与读数表连接。优选的，所述外套筒为有底的圆筒，直径大于40cm，底部圆周设有供水管。优选的，所述测量筒为有底圆筒，测量筒的外径略小于内筒的内径，高度略短于内筒。优选的，所述测量筒设置在内筒内的称重传感器上，测量筒的上口与内筒的上口
高度一致。优选的，所述测量筒底部圆周设有连接保证土壤水分恒定的马氏瓶B的供水管B ； 测量筒内部盛装土壤，土面与外套筒土面一致。本发明的工作原理本发明的目的是测定土壤蒸发潜力，所述土壤蒸发潜力是指在土壤充分供水的情况下，只受气象条件制约时土壤的蒸发量。在研究中发现，土壤蒸发的影响深度有限，一般每天不足5cm，尤其是供水充足的情况下；土壤水分在土水势绝对值< 30千帕的时候，对土壤蒸发没影响，可以认为蒸发量是恒定。由此，为了保证测量结果，少受外界干扰因素的影响，给测量筒外加了一个外筒保护筒，还发现当测量筒直径大于20cm时，外界对内筒的干扰就相对较少了 ；使用称重传感器来感应测量筒内物质重量的变化，差减出土壤蒸发量。本发明具有以下优点(1)本发明内筒将外套筒的土壤与测量筒隔离，外套筒将测量筒与外界条件隔绝， 太阳辐射和气温等因素对测量筒外壁和底部的影响大大降低或消除，因此主要受到或只受到蒸发环境对测量筒内土壤表面的影响。在此条件下，此土壤蒸发量接近于此土壤的潜在蒸发量，该方法能够简单易行的测得此条件下的土壤蒸发潜力。测定土壤蒸发量，使其测量值尽量少受干扰因素影响，只体现土壤特性和蒸发环境因素的影响，测量值接近土壤潜在蒸发量。(2)本发明的测量筒是放在内筒的称重传感器上的一个筒子，其作用是盛装土壤和马氏瓶，以便于二者的质量变化能被检测。(3)本发明的水压力恒定装置使用马氏瓶为土壤供水。所谓马氏瓶，是指可以给土壤供应恒定水压的一种供水瓶，并且可以根据需要调节水压。(4)本发明提供的土壤蒸发潜力测量装置，结构简单，使用方便。


附图1是土壤蒸发潜力测量装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例下面结合附图详细说明。如图所示本发明包括外套筒1、内筒2、测量筒3、供水管A4、连接管5、马氏瓶A6、称重传感器7、称重读数表8、马氏瓶B9、供水管B10，所述外套筒 1内部设置内筒2和供水管A4，所述供水管A4通过连接管5连接马氏瓶A6，所述内筒2内部设有测量筒3和称重传感器7，所述测量筒3设置在称重传感器7上，该测量筒3内设有马氏瓶B9和供水管B10，该称重传感器7与读数表8连接。所述外套筒1是有底的圆筒，内部盛装土壤，外套筒1周围有供水管4，通过连接管5连接保证土壤水分恒定的马氏瓶A6 ；内筒2为有底圆筒，安装在外套筒1 土壤孔中央的穴中，上口略高于外套筒1中土壤的表面，并与外套筒1中的土壤紧密接触；内筒2底部装有称重传感器7，外连称重读数表8 ；测量筒3为有底圆筒，测量筒3的外径略小于内筒2 的内径，高度略短于内筒2，给测量筒3内装满原状土壤，土面与外套筒1 土面一致，安装在内筒2内的称重传感器7上，并保证测量筒3的上口与内筒2的上口一致。测量筒3周围有供水管B10，连接保证土壤水分恒定的马氏瓶B9。给马氏瓶A6加水，保持土壤水分恒定。使用马氏瓶A6通过连接管5和供水管A4 给外套筒1中的土壤供水，以保证外套筒1内的土壤蒸发不受水分限制。给马氏瓶B9加水，保持土壤水分恒定。使用马氏瓶B9供水，通过供水管BlO给测量筒3内的土壤供水，以保证外套筒3内的土壤蒸发不受水分限制。通过读数表8观测称重传感器7感应到的质量变化。固定间隔后的质量之差即为该时段的土壤蒸发量。由于外套筒1将测量筒3与外界条件隔绝，太阳辐射和气温等因素对测量筒3外壁和底部的影响大大降低或消除，因此主要受到或只受到蒸发环境对测量筒3内土壤表面的影响。在此条件下，此土壤蒸发量接近于此土壤的潜在蒸发量，即此条件下的土壤蒸发潜力。使用时，具体实施步骤为将外套筒1的供水管A4通过连接管5与一个马氏瓶A6 连接好，并装满原状土壤，在土壤的中央部分挖取直径和深度与内筒2直径和深度一致的土壤孔穴，将内筒2及其称重传感器7安装于其中，并连好读数表8。在测量筒3内安装一个马氏瓶B9，并与供水管BlO连接好。测量筒内装满原状土壤，放置到内筒2内的称重传感器7上。使用外套筒1连接的马氏瓶A6给外套筒1 土壤供水，调节马氏瓶A6的水头，使其达到不限制土壤蒸发的含水量。使用测量筒3中的马氏瓶B9给测量筒3中的土壤供水，调节马氏瓶B9的水头，使其达到不限制土壤蒸发的含水量。
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间隔一定时段后，通过称重传感器7的读数表8数值差减得出两次质量之差，即该时段的土壤蒸发量。在此条件下，此土壤蒸发量接近于此土壤的潜在蒸发量，即此条件下的土壤蒸发潜力。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.一种土壤蒸发潜力测量方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将外套筒内盛装原状土壤并连接用于保证土壤水分恒定的水压力恒定装置；(2)内筒的底部设置称重传感器，该称重传感器连接读数表；所述称重传感器上放置测量筒，测量筒内盛装原状土壤和水压力恒定装置；(3)通过读数表得出称重传感器感应到的测量筒的质量变化，所得的质量差为所测时间段内的土壤蒸发量。
2.根据权利要求1所述的土壤蒸发潜力测量方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将外套筒⑴内部的供水管A(4)通过连接管(5)连接马氏瓶A(6)；然后，给外套筒(1)装满原状土壤；(2)将内筒( 安装在外套筒(1)的土壤中，上口略高于外套筒(1)中土壤的表面；将内筒O)内的称重传感器(7)与称重读数表( 连接好；(3)将测量筒(3)内的马氏瓶B(9)与供水管B (10)连接好，并给测量筒(3)内装满原状土壤，然后将测量筒C3)安装在内筒O)的称重传感器(7)上；(4)给马氏瓶A(6)和马氏瓶B(9)加水，保持外套筒⑴和内筒(2)中土壤的水分恒定；(5)通过读数表(8)观测称重传感器(7)感应到的质量变化，固定间隔后的质量之差即为该时段的土壤蒸发量。
3.—种如权利要求2所述的土壤蒸发潜力测量方法所用的装置，其特征在于，包括外套筒(1)、内筒(2)、测量筒(3)、供水管AG)、连接管(5)、马氏瓶A(6)、称重传感器(7)、 称重读数表(8)、马氏瓶B(9)、供水管B(10)，所述外套筒(1)内部设置内筒( 和供水管 A (4)，所述供水管A (4)通过连接管(5)连接马氏瓶A (6)，所述内筒(2)内部设有测量筒(3) 和称重传感器(7)，所述测量筒C3)设置在称重传感器(7)上，该测量筒(3)内设有马氏瓶 B (9)和供水管B (10)，该称重传感器(7)与读数表(8)连接。
4.根据权利要求3所述的土壤蒸发潜力测量装置，其特征在于，所述外套筒(1)为有底的圆筒，直径大于40cm，底部圆周设有供水管A (4)。
5.根据权利要求3所述的土壤蒸发潜力测量装置，其特征在于，所述测量筒C3)为有底圆筒，测量筒⑶的外径略小于内筒⑵的内径，高度略短于内筒O)。
6.根据权利要求3所述的土壤蒸发潜力测量装置，其特征在于，所述测量筒C3)设置在内筒O)内的称重传感器(7)上，测量筒(3)的上口与内筒O)的上口高度一致。
7.根据权利要求3所述的土壤蒸发潜力测量装置，其特征在于，所述测量筒C3)底部圆周设有连接保证土壤水分恒定的马氏瓶B (9)的供水管B (10)；测量筒(3)内部盛装土壤， 土面与外套筒(1) 土面一致。
全文摘要
本发明涉及一种土壤蒸发潜力测量方法，将外套筒内盛装原状土壤并连接用于保证土壤水分恒定的水压力恒定装置，土壤中安装内筒，内筒的底部设置称重传感器和水压力恒定装置，该称重传感器连接读数表；所述内筒内的称重传感器上放置盛装原状土壤和水压力恒定装置的测量筒；通过读数表得出称重传感器感应到的质量变化，固定时间间隔后的质量之差为该时段的土壤蒸发量，该方法使得土壤蒸发测量尽量消除干扰因素影响，只体现土壤表面特征和蒸发环境的影响，使其测量值接近该种土壤的土壤潜在蒸发量。该方法可使用以下装置，包括外套筒、内筒、测量筒、供水管A、连接管、马氏瓶A、称重传感器、称重读数表、马氏瓶B、供水管B，结构简单，使用方便。
文档编号G01N5/04GK102305751SQ201110209788
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者刘宝元, 高晓飞 申请人:北京师范大学