[实用新型]一种实时监测土壤剖面水分入渗特征的垂直渗透装置

说明书

本实用新型提供了一种实时监测土壤剖面水分入渗特征的垂直渗透装置，包括实验土柱、检测装置和恒压供水装置；所述实验土柱包括：竖直设置的土柱容器，所述土柱容器内从上到下依次分布有积水层、填土层和透气层，所述填土层为待检测取样土，所述填土层对应的土柱容器侧壁上开设有若干垂直分布的检测口，所述检测口处设置有检测装置；所述恒压供水装置包括：马利奥特管，所述马利奥特管内盛装有实验用水，马利奥特管底部出水口处设置有水龙头，所述水龙头通过连接管和实验土柱上端设置的入水口连接。本实用新型能够通过土柱上方产生恒定高度的积水进行室内土壤入渗的定量化模拟研究，同时在填土层均匀设置有检测装置做到了实施观测记录数据。

技术领域

本实用新型涉及土壤渗透实验技术领域，尤其涉及一种实时监测土壤剖面水分入渗特征的垂直渗透装置。

背景技术

土壤是生态系统中涵养水分的主要场所和调节器，主要体现在对水分的静态涵养和动态调节功能上，因此也被形象地称为“土壤水库”。绿地作为城市生态系统的重要组成部分，具有美化环境、控制面源污染等诸多生态效益，同时其作为城市中主要的可透水层，在减少城市暴雨径流、降低降雨洪峰和减少洪涝意义重大，对雨水径流的调蓄效应已经得到了全球范围的广泛关注。近些年来，一些城市生活和建筑垃圾等混入土壤，成为园林建设的填土之一，严重破坏了绿地土壤的结构，使其呈现出明显的“渣砾化”特征，其不仅会影响植物的正常生长，也会对绿地土壤水分入渗及蓄水能力起到抑制作用，甚至超过了植被根系的正向效应，成为降低绿地海绵体功能的重要限制因子。因此研究城市绿地土壤结构变化对其土壤水分入渗过程的影响，对于如何改善绿地质量，提高其蓄渗能力，进而减缓城市洪涝灾害等均具有非常重要的意义。

垂直入渗是将地表水与地下水、土壤水联系起来的纽带，是径流形成过程、水循环过程的重要环节。通过一维垂直入渗，可以得到入渗率、累积入渗量和湿润锋等重要的土壤水文观测数值，进而评估城市绿地土壤的蓄渗性能。而人为侵入体的侵扰作用，则进一步增加了城市绿地土壤的异质性，致使野外土壤水分入渗观测试验存在着很大的不确定性。因此采用室内土柱模拟实验，动态监测土壤水分的入渗过程就显得尤为重要。在该类的实验方法中，前人通过在土柱侧面开凿取样孔取样分析土壤含水量状况，该过程繁琐且极易对土壤造成扰动致使实验结果产生较大误差，无法做到实时观测土壤剖面水分变化过程。湿润锋作为土壤水分入渗的前缘，任意分布在实验土柱外壁的某一位置，对湿润锋的快速精确读取造成了很大困难。实验土柱顶部因装填土壤及模拟积水的需要，缺乏有效的保护隔离装置，长时间实验过程中的空气流动造成了可观的蒸散误差。入渗过程中气阻的存在会阻碍水分的运动，导致入渗率降低，累计入渗量变小。

实用新型内容

本实用新型提供了一种实时监测土壤剖面水分入渗特征的垂直渗透装置，本装置使用风干土填装于标有刻度土柱5-45cm的土层，通过控制填装土壤的容重、机械组成以及添加不同的侵入体(例如：砖块、碎石、塑料薄膜、织物等)并使用标有刻度的恒压供水装置供水，在土柱上方产生恒定高度的积水进行室内土壤入渗的定量化模拟入渗研究，实现了实时监测土壤剖面水分变化过程。

为解决上述技术问题，本实用新型具体采用如下技术方案：

一种实时监测土壤剖面水分入渗特征的垂直渗透装置，包括实验土柱、检测装置和恒压供水装置；

所述实验土柱包括：竖直设置的土柱容器，所述土柱容器为一端开口的柱形透明腔体，所述土柱容器外侧壁上垂直设置有若干条平行对齐的刻度尺，所述土柱容器内从上到下依次分布有积水层、填土层和透气层，所述填土层为待检测取样土，所述填土层对应的土柱容器侧壁上开设有若干垂直分布的检测口，所述检测口处设置有检测装置，所述透气层为上下两层纱布包裹粗粒砂石形成，所述土柱容器下底面设置有透气筛板，所述透气筛板上均匀分布有多个透气孔，所述土柱容器底部还设置有升降托盘，所述升降托盘用于调整所述土柱容器高度位置；