[实用新型]一种定量测定沙丘向丘间地水分供给量的观测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及沙丘区土壤水分运移过程的定量观测，具体的说是一种定量测定沙丘向丘间地水分供给量的观测装置。

背景技术

沙丘－丘间地之间的水分交流过程一直是沙地水文过程研究的难点问题，很多研究者通过多种方法进行研究探索，但一直未能产生明确的研究结果。因二者之间水分的交流过程存在明显的观测难度，特别是沙丘体内的深层入渗水量的观测，以往在土壤水分渗漏补给研究方法和手段上，多采用环刀法、双环刀法、蒸渗仪法、人工模拟降雨法、土柱法、水分通量法及示踪法等，并通过数学建模推算降雨对土壤的渗漏补给水量，缺少用于直接监测土壤渗漏水量的计量仪器。目前应用较为广泛和计算较为简便的水通量法能较为准确地推算降雨入渗补给量，但需要详细和较大范围的土壤水势与土壤含水量资料，在实际当中获取难度较大，而且在推算中忽略了温度对土壤水运动的影响，造成了水分通量法的计算误差；地中蒸渗仪法可直接测量补给量，但造价昂贵不易进行多地较大空间尺度上的观测研究；同位素示踪法是目前研究地下水补给较好的研究方法，但只能进行间接估算，而且不利于获得小时间尺度上高精度结果和反映补给的动态变化过程。现有的研究方法在准确估算渗漏补给量及其动态变化上仍存在不同程度的缺陷，主要涉及以下几个方面：无法直接观测入渗量、结果受到环境影响而误差较大、设备造价昂贵、通过间接推导获得结果等。针对土壤水分入渗观测方法问题，我们参考了以往土壤水分入渗观测技术，提出了沙区土壤深层水分入渗观测方法，采用该方法可以有效实时观测土壤深层水分入渗过程，并可准确测定沙丘－丘间地之间的浅层土壤水分侧向运移过程，为沙丘－丘间地镶嵌体土壤水分平衡提供了有效技术支持。本项观测技术可直接测量土壤入渗水量(指一段时间内在重力作用下入渗到某一深度土壤断面的水量)，仪器采用数字化自动记录方式，可进行连续观测，对沙地降雨对深层土壤水分渗漏补给过程进行实时监测，定量分析补给水量的时空变化规律，认识深层渗漏补给过程、准确评价地下水补给资源和地下水动态平衡。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型通过设置沙丘土壤水分深层入渗收集装置、沙丘－丘间地间土壤水分侧向入渗收集装置，定量测定沙丘向丘间地的水分传输数量，明确沙丘对丘间地的水分供给数量。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种定量测定沙丘向丘间地水分供给量的观测装置，包括：

土壤深层水分入渗观测装置，包括汇水筒、漏斗以及自计式雨量计；埋于沙丘坡面土壤中，用于收集土壤中水分垂直入渗量并通过数据采集线输出给数据采集仪；

土壤深层及侧面水分入渗观测装置，包括弧形阻水板、汇水筒、漏斗以及自计式雨量计；埋于沙丘坡面土壤中，用于收集土壤中水分垂直入渗量和侧渗量并通过数据采集线输出给数据采集仪。

所述汇水筒为金属材质、圆筒状，直径为D米、高度为H₁米，底部与漏斗上边沿无缝隙焊接，用于阻挡汇水筒内的土壤中水分横向流失。

所述漏斗为金属材质，直径为D米、高度为H₂米，最下方与自计式雨量计连接，用于将其内部土壤中水分引流入自计式雨量计。

所述弧形阻水板为金属材质，半圆筒状，直径为D米、高度为H米，底部与汇水筒上边沿无缝隙焊接，用于当土壤深层及侧面水分入渗观测装置埋于沙丘坡面时，阻挡因坡面造成的土壤中水分侧向流失。

所述自计式雨量计通过数据采集线连接数据采集仪，并且其底部开孔连接排水管，所述排水管上设置有排水阀；用于对其收集的水分进行测量，并接收数据采集仪输出控制信号定时打开或者关闭排水阀排水或储水。

所述自计式雨量计外面设置有保护套筒，用于保护自计式雨量计防水、防冻。

所述D、H、H₁、H₂为设定参数值。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.使用本观测装置可以直接观测深层土壤水分入渗数量。

2.使用本观测装置得到的观测结果较少受到环境因子的影响。

3.本观测装置经济实用，价格便宜，便于大量应用。

附图说明

图1为本实用新型中壤中入渗水量观测装置测定过程示意图；

图2为本实用新型中壤中水分入渗观测装置示意图；

图3(a)为本发明中沙丘壤中侧渗水量观测测定方法剖面示意图；

图3(b)为本发明中沙丘壤中侧渗水量观测测定方法平面示意图。

具体实施方式