一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，包括供水箱、骨架、環刀支架、排水箱，所述供水箱安裝在骨架上方，排水箱安裝在骨架下方，環刀支架安裝在骨架中，供水箱設有進水管、出水管、進氣管和出氣管，出水管位于供水箱的底面，環刀支架開有凹槽，凹槽內設有透水孔洞，凹槽上面放置帶有水頭筒的環刀土樣，凹槽下面設有圓錐形的集水罩，排水箱的頂面設有集水孔洞。本實用新型操作簡易、可批量測定土壤滲透系數。
【專利說明】一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及土壤滲透性測量【技術領域】，具體為一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，適用于土壤滲透系數的室內測定。
【背景技術】
[0002]土壤滲透系數是重要的地下水水文參數之一，它決定了地面降水入滲補給地下水量以及地面徑流量的比例，也是水分循環和土壤侵蝕研究中的重要參數。目前研究土壤入滲的方法較多，可在室內進行實驗測定，也可于野外進行現場測定，如雙環法、人工模擬降雨法、環刀法、土柱法等，其中環刀法采集的是原狀土樣，維持了土壤原始結構，使實驗結果更接近真實值，野外工作量較小，對設備要求低，可根據相關測定方法自行搭建實驗平臺，并且環刀法可采集不同深度的土壤，滿足不同研究要求，因此環刀法得到了廣泛應用。環刀法在具體應用形式上也有所不同，在相關推薦標準中，環刀法測定土壤滲透系數是將一個空環刀接于實驗環刀上，利用空環刀盛水，為實驗環刀提供滲透定水頭，由于環刀為鋼材，不透明，無法測量水頭高度，從而使供給空環刀的水量不易掌控，供水多則溢出，供水少則會造成水勢下降，引起水頭的不穩定，大大影響實驗結果的準確性。更為重要的是:土壤滲透系數受到眾多因素影響，往往需要同時進行多個樣品的測定工作才能得到可靠的數據，傳統的逐個分散搭建實驗平臺進行測定的方法會使實驗條件的一致性難以保證，從而極大影響實驗結果，并且也大大影響實驗的進度。
【發明內容】
[0003]本實用新型專利為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種操作簡易、可進行土壤滲透系數批量測定的標準一體化裝置。
[0004]本實用新型專利的目的通過以下技術方案實現:本土壤滲透系數批量測定一體化裝置，包括供水箱、骨架、環刀支架、排水箱，所述供水箱安裝在骨架上方，排水箱安裝在骨架下方，環刀支架安裝在骨架中，供水箱設有進水管、出水管、進氣管和出氣管，出水管位于供水箱的底面，環刀支架開有凹槽，凹槽內設有透水孔洞，凹槽上面放置帶有水頭筒的環刀土樣，凹槽下面設有圓錐形的集水罩，排水箱的頂面設有集水孔洞。
[0005]所述出水管的個數為2?12個，出水管均勻分布在供水箱底面，出水管與凹槽、環刀土樣和集水罩的數量相同，并且，出水管與凹槽、環刀土樣和集水罩的中心軸線同線。
[0006]所述水頭筒為圓筒狀，水頭筒側壁設有溢流管。
[0007]所述骨架由多個豎直的有機玻璃板和一個玻璃圓筒組成，玻璃圓筒位于中心，有機玻璃板均勻粘合在玻璃圓筒的周邊。
[0008]所述進水管位于供水箱側面上端，進氣管和出氣管位于供水箱上面，其中進氣管下端伸長至供水箱底部，供水箱頂面還設有一個供水箱檢查口。
[0009]所述排水箱為圓柱狀，排水箱側面設有排水管和排水箱檢查口。
[0010]所述土壤滲透系數批量測定一體化裝置的材料全部為透明有機玻璃。
[0011]本實用新型專利相對于現有技術具有如下的優點:
[0012]1、本裝置可同時進行多個土樣的滲透系數測定，操作簡單方便，大大加快了實驗進度。
[0013]2、供水箱的設計運用了馬里奧特瓶的原理，使出水管出水穩定，再經過水頭筒的二級定水頭控制，實驗定水頭控制非常穩定。另一方面，也較傳統方法節約用水量。
[0014]3、多個土樣的滲透測量采用一套設備，有利于實驗條件的一致性控制。
[0015]4、排水箱對多余水量的收集有利于保持實驗環境的整齊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1、圖2是本實用新型專利“土壤滲透系數批量測定一體化裝置”的不同方位立體圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型專利實施方式作進一步說明。
[0018]如圖1所示的土壤滲透系數批量測定一體化裝置，包括供水箱1、骨架、環刀支架
3、排水箱4，供水箱I安裝在骨架上方，排水箱4安裝在骨架下方，環刀支架3安裝在骨架中，供水箱I設有進水管9、出水管10、進氣管8和出氣管7，出水管10位于供水箱I的底面，環刀支架3開有凹槽15，凹槽15內設有透水孔洞12，凹槽15上面放置帶有水頭筒5的環刀土樣A，凹槽15下面設有圓錐形的集水罩13，排水箱4的頂面設有集水孔洞16，用于收集集水罩13滴出的水，保持實驗環境的整潔。進水管9與水龍頭相接。
[0019]出水管10的個數為6個，出水管10均勻分布在供水箱I底面，可同時為6個土樣供水，出水管10與凹槽15、環刀土樣A和集水罩13的數量相同，并且，出水管10與凹槽15、環刀土樣A和集水罩13的中心軸線同線。水頭筒5為圓筒狀，密實套于環刀土樣A上口，為環刀土樣A提供滲透水頭，水頭筒5側壁設有溢流管11，多余的水可通過溢流管11流出。骨架由6個豎直的相對較厚的有機玻璃板2a和一個玻璃圓筒2b組成，玻璃圓筒位于中心，有機玻璃板均勻粘合在玻璃圓筒的周邊。進水管9位于供水箱I側面上端，進氣管8和出氣管7位于供水箱I上面，其中進氣管8下端伸長至供水箱I底部，供水箱I出水時，進氣管8保持供水箱I內部壓力，穩定出水量。供水箱I頂面還設有一個供水箱檢查口 6。排水箱4為圓柱狀，排水箱4側面設有排水管14和排水箱檢查口 17。排水管14可將收集的水外排。供水箱檢查口 6和排水箱檢查口 17為清理水箱時提供操作空間，一般情況下密閉。為了便于觀察，土壤滲透系數批量測定一體化裝置的材料全部為透明有機玻璃。
[0020]本裝置的使用過程如下:
[0021](I)調節出水管10出水速度(出水管10可接硅膠管，用螺旋止水夾控制出水速度)，使出水速度大于滲透速度，水頭筒5內水頭逐漸升高，至水頭筒5上端時，多余的水通過溢流管11滴出，這樣水頭筒5內的水頭高度可始終保持一致，為環刀土樣A提供穩定的滲透水勢。
[0022](2)水透過環刀土樣A，通過環刀支架3凹槽處的透水孔洞12，在集水罩13內集中滴出。當滲透未穩定時，滴出的水可通過排水箱4上的集水孔洞16集中到排水箱4內，再通過排水管14向外排出；當滲透達到穩定后，可用量筒B置于集水孔洞16上盛接滴出的水，通過測量一定時間內的滲透量、水頭高度、環刀尺寸等相關參數來計算土壤滲透系數，計算式如下:
[0023]K = v/J,
[0024]式中:K為滲透系數，單位m/s ；
[0025]V = Q/S,
[0026]式中:V為土壤滲透速度，單位m/s ；
[0027]Q為穩定滲透流量，單位m3/s ；
[0028]S為環刀截面積，單位m2 ；
[0029]J = h/L，水力梯度；
[0030]式中:h為環刀上水頭高度,單位m ；
[0031]L為環刀高度，單位m。
【權利要求】
1.一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:包括供水箱、骨架、環刀支架、排水箱，所述供水箱安裝在骨架上方，排水箱安裝在骨架下方，環刀支架安裝在骨架中，供水箱設有進水管、出水管、進氣管和出氣管，出水管位于供水箱的底面，環刀支架開有凹槽，凹槽內設有透水孔洞，凹槽上面放置帶有水頭筒的環刀土樣，凹槽下面設有圓錐形的集水罩，排水箱的頂面設有集水孔洞。
2.根據權利要求1所述的一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:所述出水管的個數為2?12個，出水管均勻分布在供水箱底面，出水管與凹槽、環刀土樣和集水罩的數量相同，并且，出水管與凹槽、環刀土樣和集水罩的中心軸線同線。
3.根據權利要求1所述的一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:所述水頭筒為圓筒狀，水頭筒側壁設有溢流管。
4.根據權利要求1所述的一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:所述骨架由多個豎直的有機玻璃板和一個玻璃圓筒組成，玻璃圓筒位于中心，有機玻璃板均勻粘合在玻璃圓筒的周邊。
5.根據權利要求1所述的一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:所述進水管位于供水箱側面上端，進氣管和出氣管位于供水箱上面，其中進氣管下端伸長至供水箱底部，供水箱頂面還設有一個供水箱檢查口。
6.根據權利要求1所述的一種土壤滲透系數批量測定一體化裝置，其特征在于:所述排水箱為圓柱狀，排水箱側面設有排水管和排水箱檢查口。
【文檔編號】G01N15/08GK204008399SQ201420391686
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】劉千紅, 李茂 , 黃雪夏, 郭青, 羅定貴, 張鴻郭, 彭益軍, 張劍 申請人:廣州市地質調查院