[发明专利]一套沼泽湿地泥炭层地下水观测的装置与方法

说明书

本发明公开了一套沼泽湿地泥炭层地下水观测的装置与方法，它至少包括一组制作好的测量管、一套测量管使用方法、一种渗透系数计算公式。测量管又可以分为水头管(8)与渗透管(2)，水头管(8)钢管主体(10)上的十字形交叉孔(3)是等距排列，渗透管(2)钢管主体(10)上的十字形交叉孔(3)只有底部有4排，且渗透管(8)有底塞(7)。测量管的使用方法分为两步，第一步结合钢矛(9)进行选点打管，第二步配合卷尺、水敏感试纸进行管内水头测量。渗透系数计算公式为K＝2πr/11T₀，式中，K为渗透系数，单位m/s；r为渗透管内半径，单位m；T₀是水头恢复总时间，单位s。整套装置至多需要2名实验人员即可完成从架设、观测、记录的全部过程。

技术领域

本发明涉及环境工程、高原湿地和野外测量的技术领域。

背景技术

在青藏高原通常会发育沼泽湿地，其形成的泥炭层有着独特的地下水渗透规律，而对其渗透系数的测量确是一个非常难的问题。高原由于昼夜温差大，且晚上通常可以达到零度以下，若是一般的测量设备都会失去原有的灵敏度甚至被损坏，同时泥炭层沟壑的出现随机性较强，需要我们野外的测量人员能迅速的利用周围的条件建立测量系统，开始试验。

高原河流的共同特点是河道演变处在基本无人类活动干扰的自然状态，共同难点是缺少长期水文泥沙、河床地形测验、地下水运动数据，单独研究任何其中一条典型河流均缺少足够数据，野外调查困难重重，很多常规分析方法均难取得实质突破。以黄河源为例，其地势较平坦，高寒草原、草甸和泥炭广泛分布，弯曲河流如吉曲、贾曲、白河、黑河、泽曲、兰木错曲等，这些河流及支流在若尔盖盆地和黄南草原形成弯曲河流的冲积河群。数量众多的弯曲河流河岸组成为草地、草甸或泥炭组成二元结构(上层为根土复合体，下层为非粘性卵石夹沙层)，平面形态蜿蜒迂回，弯曲度很高，牛轭湖比比皆是，若是运用良好的观测手段都可以获得大量且宝贵的高原河流湿地的第一手数据。

为了研究高原湿地沼泽泥炭层的渗透系数，进行野外实地架设观测仪器是必须进行的实验手段。目前，高原野外测量地下水渗透系数时，通常采用的是多种公司的成品设备(如哈希，HOBE，华正等)。这些设备通常价格昂贵，抵抗性差，且容易被野生动物识别，难以长期存在于高原野外湿地沼泽。同时若携带数量不足，发现的良好观测点便只能放弃，这对于野外观测是致命的。仪器如果在架设地点被破坏或者是丢失，这对于科研机构来说也是不小的损失。

发明内容

本发明要解决的问题是：

1、运用周围县、乡资源，就近制作用于测量野外高原湿地沼泽泥炭层的渗透系数的测量工具，且保证测量工具的抗性强、价格便宜、精度高。

2、针对制作的测量工具重新开发的计算方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

1、制作测量组件，测量组件包括：一根长1.8m、直径0.02m的螺纹钢筋(长度可根据实地情况修改)，一根长0.4m、直径0.02m的光滑钢棍，若干截长1.5m、内直径0.02m、外直径0.024m的钢管，若干与钢管外径匹配的盖子，一段0.3m的铁丝，一颗钢钉，一把卷尺。

2、在发现的沟壑旁进行选点，具体位置由实地情况为主。

3、确定位置后按九宫格划分出主要的9个测量点，随后打入制作好的测量管。测量管分为水头管和渗透管两种。水头管为按均匀间隔分布十字形交叉孔的钢管；渗透管为底部存在4排紧密相连的十字形交叉孔，且钢管末端还有底塞；两种管的顶部都有一个钢钉插孔。

4、水头管布置步骤为：①将螺纹钢筋一端与光滑钢棍组合形成T字形钢矛，另一端磨尖。②将钢矛插入水头管中，用锤头对钢矛施力，连带着将水头管打入土中，打入深度由实验人员决定。③将还在水头管中的钢矛拔出，水头管口盖上盖子。④若水头管打入的过深，可将钢钉插入在土表外部一端的钢钉插孔，用铁丝与钢矛连接，顺势上提至合适位置。⑤每一个深度打两根水头管，一根对照，一根实验。