[發明專利]測量土壤入滲性能的線源入流測量裝置

有效

• 申請號: 201010562362.1
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102478493A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 雷廷武;毛麗麗;趙軍;孫蓓;周淑梅
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及土壤性能測量領域，特別涉及一種測量土壤入滲性能的線源入流測量裝置。

背景技術

土壤入滲過程連接了地表水與地下水，是水文循環研究中的重要部分。土壤入滲性能的高低決定了降雨過程中的地表產流量及進入土壤中的水量，灌溉水滲入土壤的速度及污染物隨水流的遷移等。

目前用來測量土壤入滲性能的方法有，人工模擬降雨法，雙環法等。人工模擬降雨法在測量土壤入滲過程時，由于供水不足無法測得很高的土壤初始入滲性能，雨滴對地表的打擊作用會形成地表結皮。雙環測量方法不能應用于坡面土壤，限制了其應用范圍。在入滲初期，地表土壤的快速濕潤會造成地表結皮，降低土壤入滲性能，影響測量精度?，F有雙環法及人工模擬降雨法的改進方法提高了原有方法的測量效率，但沒有改變其固有的缺陷，并同時造成了儀器成本的增加，而且加入的儀器附件影響了野外應用的便捷性。

現有技術提出了一種測量土壤入滲性能的線源入流測量裝置。使用該裝置對土壤入滲性能進行測量可以克服上述缺點。如圖1所示，為現有技術測量土壤入滲性能的線源入流測量裝置結構示意圖。該裝置包括供水馬氏瓶1、地面徑流布水器2以及數碼相機3。土壤入滲性能隨時間是逐漸降低的，在線源恒流供水的條件下，地表濕潤面積推進速度隨時間逐漸減慢。線源入流測量方法的基本原理是利用兩者之間的關系，在水量平衡的基礎上，建立相應的數學模型。通過測量地表濕潤面積推進過程計算得到土壤入滲性能隨時間的變化過程。

使用該線源入流測量裝置能夠實現試驗過程中的充分供水。布水器在保證充分及線性布水的同時避免了入流水流對土壤的直接沖擊，保持了土壤的原狀性。因此測量得到的土壤入滲率是土壤的本征入滲性能。但是采用這種裝置給土壤布水是一種有壓力的布水過程，并不能實現真正意義上的線性布水，從而影響了測量精度。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是在保護土壤地表結構，充分供水的基礎上實現連續線性布水，從而精確測量土壤入滲性能。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種測量土壤入滲性能的線源入流測量裝置，包括：

供水容器；

線源布水器，與所述供水容器連接，用于將所述供水容器中的水線性布入到被測土壤中；

刻度尺，放置在被測土壤一側或兩側，用于標記水流在被測土壤地表上推進的過程；

成像裝置，通過支架設置在被測土壤坡面上方，用于對坡面水流在土壤表面上覆蓋的面積進行成像記錄。

還包括：

土槽，用于在室內測量時盛放土壤，則所述刻度尺固定在所述土槽的側邊上。

還包括：設置有數個出水口的布水腔，用于將供水容器中的水通過出水口注入到所述布水帶中。

其中，所述線源布水器包括：

布水帶，放置在被測土壤表面，用于給被測土壤線性供水；

導水管，連接供水容器和布水腔，用于將水導入到所述布水腔中。

其中所述布水帶的材料滿足：

kxdψdθ∂θ∂x>>kzsdψsdθ∂θ∂z]]>

式中，k_x表示在所述布水帶的水平方向上的導水率，k_zs表示布水帶與土壤接觸界面處土壤的導水率在垂直于地面方向上的分量，表示布水帶的水勢隨含水量的變化率，表示被測土壤中的水勢隨含水量的變化率；表示布水帶的含水量在水平方向上的梯度，表示被測土壤中的含水量在垂直方向上的梯度。