[發明專利]一種變化條件下灌溉農田入滲補給系數測定實驗裝置

在審

• 申請號: 202210859804.1
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115184240A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 錢龍嬌;劉猛;陳小鳳;章啟兵
• 申請（專利權）人: 安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院（安徽省水利工程質量檢測中心站）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/04;G01N33/24;A01G27/00;A01G9/02
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 楊來寶

本發明公開了一種變化條件下灌溉農田入滲補給系數測定實驗裝置，結構包括灌溉用水系統、地下水供水系統、二合一馬氏瓶、左右原狀土測筒組。灌溉用水系統由低壓水泵箱和輸水系統組成，輸水系統由輸水軟管、灌溉硬管、灌溉噴頭組成，二合一馬氏瓶由瓶體、豎直擋板、負壓控制閥、氣壓平衡管組成，地下水供水系統由供水箱、供水管、三通管、供水支管組成，左右原狀土測筒組分設于二合一馬氏瓶左右，且均裝有土壤水分傳感器，沿土壤豎向剖面分別安裝土壤水分探頭。同時進行不同條件下灌溉農田入滲補給系數測定實驗，結構簡單且操作方便，直接獲取相應條件下灌溉入滲補給系數，對探究包氣帶水分運移規律和地下水補給機制提供科學依據。

技術領域

本發明涉及灌溉入滲補給地下水實驗裝置領域，具體是一種用于測算變化條件下灌溉農田入滲補給系數的實驗裝置。

背景技術

地下水入滲補給一直都是地下水科學的研究重心之一，入滲補給的方式有很多，其中灌溉入滲是一種常見的地下水補給方式，灌溉水入滲補給系數α是用來表征灌溉用水量對地下水的補給程度，其值等于田間灌溉水入滲補給地下水的水量與灌水量的比值，系數變化范圍在0～1之間，取決于某一時候的灌水強度、包氣帶的巖性、灌水之前土壤初始含水率、地下水埋深以及下墊面條件及氣候因素，因此α值隨著時間和空間變化，不同時段以及不同地區，α值不盡相同。同時地，合理的灌溉形式對保護地下水，節約水資源尤為重要。

多年來，眾多學者通過物理學法、同位素示蹤法、數值模擬法等各種不同的技術手段對灌溉入滲補給地下水進行研究，進而探究農田土壤水分運移規律以及灌溉補給效率，對合理利用灌溉水源，農業節水與地下水有效補給等方面都有著十分重要的價值，但是這些方法實驗周期長、實驗方法繁瑣，需要的儀器數量多且造價昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以直接測算變化條件下灌溉農田入滲補給系數的實驗裝置，能獲取不同灌溉強度、不同種植條件下以及不同地下水埋深條件下灌溉對地下水補給效率。本發明裝置結構簡單、使用方便，重點對大氣水-地表水-土壤水-地下水(SPAC)系統中“地表水-地下水”轉化水分轉化進行研究，對于合理利用灌溉水源以及保護地下水生態環境問題有著重要的科學研究意義。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種變化條件下灌溉農田入滲補給系數測定實驗裝置，包括：

灌溉用水系統，所述灌溉用水系統包括低壓水泵箱和輸水軟管，所述輸水軟管一端與低壓水泵箱連接，另一端與灌溉硬管連接；

二合一馬氏瓶，所述二合一馬氏瓶包括馬氏瓶，馬氏瓶內設有隔板，隔板將馬氏瓶分割成兩個對稱的腔體，即左腔體與右腔體；左右腔體頂端設有負壓控制閥以及氣壓平衡管，左腔體的底部設有左連接端口和左供水口，右腔體的底部設有左連接端口和右供水口；

地下水供水系統，所述地下水供水系統包括供水箱，供水箱底部設有供水管，供水管的出口連接三通管，三通管的另外兩個出口分別連接第一供水支管和第二供水支管，第一供水支管的另外一端與二合一馬氏瓶左供水口相連通，第二供水支管的另外一端與馬氏瓶右供水口相連通；供水管上設有供水閥，第一供水支管上設有第一關斷閥，第二供水支管上設有第二關斷閥；

左右原狀土測筒組，左側原狀土測筒組有3組同高度的左測筒組成，3組左測筒通過左連接聯通管與左腔體的左連接端口相連通，右原狀土測筒組有與左側測筒組高度不同的右單測筒組成,右單測筒通過右連接聯通管與右腔體的右連接端口相連通；所述左測筒和右單測筒內均裝有土壤水分傳感器，并沿著土壤豎向分梯度安裝水分探頭。

本發明的進一步技術：

優選的，所述二合一馬氏瓶中，兩側腔體頂端的氣壓平衡管位置相互對稱，兩側腔體頂端的負壓控制閥位置相互對稱，每側腔體頂端的氣壓平衡管到隔板的垂直距離大于負壓控制閥到隔板的垂直距離。