[發明專利]一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810792929.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108732332B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 孫浩;黃修橋;段福義;賈艷輝;馮俊杰;李浩;程千
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 鄭州博駿知識產權代理事務所(普通合伙) 41222
• 代理人: 任坤

1.一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的裝置，其特征在于：該裝置包括首部固定架（1）、尾部固定架（2）、水箱（9）、土箱（10）、支撐板（12）、潛水泵（15）、回水口（16）、回水閥（17）、閘閥（18）、柔性管（19）、定時器（20）、過濾器（21）、壓力表（22）；該裝置的箱體是由鋼化玻璃（3）組成，所述箱體通過鋼化玻璃（3）隔出一個土箱（10）和一個水箱（9）；所述箱體的四個角設置有腳輪（8）；所述首部固定架（1）設置在土箱（10）的前端的中間位置；所述尾部固定架（2）設置在土箱（10）的后端的中間位置；所述箱體四個棱角處設置有角鋼護架（5）；所述水箱（9）和土箱（10）同面的角鋼護架（5）上均設置有卡槽（6）；所述支撐板（12）通過兩端外凸卡口懸掛于土箱（10）兩側的卡槽（6）內；所述潛水泵（15）設置在水箱（9）中；所述潛水泵（15）和PVC管連接；所述PVC管分出兩個水路，一路設置有回水閥（17）和回水口（16），另外一路設置有閘閥（18）；所述閘閥（18）通過PVC管和柔性管（19）連接；所述柔性管（19）通過管卡和定時器（20）連接；所述定時器（20）通過PVC管和過濾器（21）連接；所述過濾器（21）通過PVC管和壓力表（22）連接；所述尾部固定架（2）設置有尾部豎管（14）；所述尾部固定架（2）通過調節螺絲固定于土箱（10）后壁，尾部固定架（2）設置有尾部豎管（14），所述尾部豎管（14）標有刻度，尾部豎管（14）的一端和滴灌帶或滴灌管（24）的另一端連接，所述尾部豎管（14）上設置有自動排氣閥；

所述首部固定架（1）通過調節螺絲固定于土箱（10）前壁，首部固定架（1）設置有首部豎管（23），所述首部豎管（23）標有刻度，所述首部豎管（23）上設置有堵頭，首部豎管（23）通過立體三通和滴灌帶或滴灌管（24）的一端連接，所述的滴灌帶或滴灌管（24）中的一個滴頭向量杯（25）中滴水；土箱（10）前后面上每間隔距離5cm畫水平線，保證分層夯實時裝土水平，土箱（10）前后兩面壁上中心位置，從10cm位置開始，間隔5cm有一圓孔，孔徑1.7cm。

2.根據權利要求1所述的一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的裝置，其特征在于：所述土箱（10）后壁上貼有米格紙，兩側用磁條固定于角鐵護架（5）上。

3.根據權利要求1所述的一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的裝置，其特征在于：所述支撐板（12）與滴灌帶或滴灌管（24）位置保持水平，根據滴灌帶或滴灌管（24）埋深調整高度，定時器（20）、過濾器（21）、壓力表（22）置于支撐板（12）平臺上，支撐板（12）對應滴灌帶或滴灌管（24）位置向下凹陷，用于放置量杯（25），滴灌帶或滴灌管（24）其中一個滴頭向量杯滴水。

4.一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的方法，采用如權利要求1-3中任一項的一種測定滴灌土壤濕潤鋒擴展的裝置，包括如下步驟：

步驟一、根據土箱（10）斷面和設計容重，分層裝填土壤，按每10cm厚度計算所需要的土壤重量，稱取后倒入土箱（10），用抹平裝置（26）對土壤抹平，然后用夯土裝置（30）按照土箱（10）壁上的刻度線對土壤夯實，單層夯實完畢后，用抹平裝置（26）進行打毛操作，然后進行下一層土壤裝填；

步驟二、當土壤填裝到滴灌帶或滴灌管（24）預埋土層時，拿掉土箱（10）前后壁上對應穿管孔處的封填硅膠塞，穿入滴灌帶或滴灌管（24），滴灌帶或滴灌管（24）的進水端通過快擰接頭和預先調整好高度的首部固定架（1）連接；滴灌帶或滴灌管（24）的出水通過快擰接頭和預先調整好高度的端尾部固定架（2）連接，然后調整首部固定架（1）、尾部固定架（2）的螺絲，使滴灌帶或滴灌管（24）水平繃緊；需要注意的是，點源滴灌時土箱（10）內僅留一滴頭緊靠土箱（10）壁，其余滴頭需用膠填封保證不漏水，土箱（10）外留一滴頭進行流量校核，線源滴灌時無需如此處理；

步驟三、在滴灌帶或滴灌管（24）穿過土箱（10）連接首部固定架（1）和尾部固定架（2）之前，將預先開口的米格紙穿過滴灌帶或滴灌管（24）緊貼于土箱（10）后壁上，兩側用磁條固定于角鐵護架（5）上，試驗時可直接在米格紙上描繪土壤濕潤鋒擴展過程線；

步驟四、滴灌前需明確所用滴灌帶或滴灌管（24）滴頭流量與供水壓力之間的關系，可利用本套裝置進行簡易測定，即在土箱（10）內未裝土之前，通過閘閥（18）和回水閥（16）調控獲得不同的供水壓力，然后測定這些壓力下的滴頭流量，獲得滴頭的流量—壓力曲線；灌水時按照設計的滴頭流量，通過閥門（18）調整壓力表讀數至所需要的數值，根據灌水量計算灌水時間，通過定時器（20）設定滴灌所需要的時間，最后啟動潛水泵（15）從水箱（9）中向土箱（10）中供水，當定時完畢時自動停止滴灌；

步驟五、滴灌過程中可直接在米格紙上描繪土壤濕潤鋒擴展過程線，試驗結束后可用土鉆取土測定土壤含水率分布情況，線源滴灌時還可打開土箱側門（11）挖取土壤濕潤剖面，而后通過土箱側門（11）將土壤取出晾曬，進行下次試驗。