专利名称：浮力式土壤蒸渗仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及土壤水分观测仪器领域，特别是用于土壤蒸发量、降水入渗补给量和潜水蒸发量的实验观测仪器。
背景技术：
土壤蒸发量是指土壤中的水分通过毛管上升和气化，从土壤表面进入大气的水量；降水入渗补给量是指由于降水入渗，使上部土壤饱和并补给自由水面以下地下水的水量；潜水蒸发量是指在热力和作物根系等作用下水分从潜水面上升到上层土壤或进入大气的水量。水文循环“四水转化”研究、水文地质参数研究、作物需水量等研究实验领域通常涉及土壤蒸发、降水入渗补给、潜水蒸发观测实验，传统的实验观测仪器有土壤蒸发器和地中蒸渗仪，土壤蒸发器只能观测土壤蒸发量，不能控制实验用原状土体地下水位，不能观测降水入渗补给量和潜水蒸发量，而且现有土壤蒸发量的测量是采取对土柱称重的方式， 实际操作中比较麻烦；地中蒸渗仪虽能观测降水入渗补给量、潜水蒸发量，但不能同时观测土壤蒸发量，难以对原状土体进行水量平衡分析，为研究带来不便，甚至影响实验成果的可靠性。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可以同时观测土壤蒸发量、降水入渗补给量和潜水蒸发量的浮力式土壤蒸渗仪。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，浮力式土壤蒸渗仪，包括装有过滤器的原状土筒，所述过滤器通过水位连通管与潜水蒸发补水器相连，所述潜水蒸发补水器通过降水入渗补给管与降水入渗补给量杯相连，其特征在于，所述原状土筒的外壁上装配有带动原状土筒浮起的浮筒，所述的潜水蒸发补水器及降水入渗补给量杯放置于浮筒内，还包括一个外筒，所述外筒的外壁固接一个水位测室，水位测室与外筒连通，原状土筒及浮筒置于所述外筒中。所述水位测室内装有配合水位测针插接的测针底座。所述浮筒包括三个独立固定于原状土筒外壁的空心箱体，所述的潜水蒸发补水器及降水入渗补给量杯放置于其中一个空心箱体内。所述浮筒的底部支撑于原状土筒下部的法兰盘，浮筒的上端口挂接或扣接于原状土筒的上部。本发明的有益效果可以同时观测到实验用原状土柱的土壤蒸发量、降水入渗补给量和潜水蒸发量，了解非饱和土体中的土壤水份(蓄变量)变化情况，对原状土体进行水量平衡分析，观测记录数据通过水量平衡方程求解水文循环“四水转化”各项参数、水文地质参数、作物需水量及其变化规律。


图I为本发明实施例的结构示意图2为原状土筒、浮筒、外筒位置关系的俯视图。
具体实施例方式如图I所示，本发明所提供的浮力式土壤蒸渗仪，包括原状土筒I、浮筒2、外筒3、 潜水蒸发补水器4、降水入渗补给量杯6、过滤器8，原状土筒I内置实验载体原状土柱，底部装有过滤器8，过滤器8由上而下置有砂、细砂子、粗石子，让水流自由通过并阻止土壤颗粒通过，过滤器8通过水位连通管7与潜水蒸发补水器4连通，潜水蒸发补水器4用于计量原状土体中因蒸发而减少的地下水量，潜水蒸发补水器4通过降水入渗补给管5与降水入渗补给量杯6相连，降水入渗补给管5的入口与地下水面9保持水平，控制地下水位的高程， 降水入渗补给量杯6用于计量因降水而导致原状土体中地下水位上升，并通过降水入渗补给管5溢出的水量，原状土筒I的外壁上装配有浮筒2，结合图2所示，浮筒2为三个与原状土筒I外壁配合的独立空心箱体，潜水蒸发补水器4及降水入渗补给量杯6放置于其中一个空心箱体内，浮筒2的底部支撑于原状土筒下部的法兰盘13，浮筒2的上端口挂接或扣接于原状土筒I的上部，浮筒2用于带动原状土筒I在外筒3内的水中浮起。外筒3用于放置原状土筒I及浮筒2，外筒3通常埋于地下，阻止筒内外水量交换，外筒3内注入水并使原状土筒I和浮筒2在外筒3内浮起，外筒3的外壁固接一个水位测室10，水位测室10与外筒3连通，保持水位一致，水位测室10内装有配合水位测针插接的测针底座12，测量时，将水位测针插接在测针底座12上测出自由水面11的水位。水分变化动态过程及原理将外筒埋于地下，向外筒内注入水并使原状土筒和浮筒在筒内上下自由浮动，通常是每日观测一次，晴天观测土壤蒸发、潜水蒸发，雨天观测降水入渗补给。首先由水位测点观测今日水位值，与昨日水位值差值即为昨日土壤蒸发或降水入渗补给量，水位差是负值为土壤蒸发，正值是降水入渗补给量，睛天水位观测好后，再将潜水蒸发补水器中的水位补平至地下水位，其补水量即为潜水蒸发量，土壤蒸发量扣除潜水蒸发量，即为非饱和土体中的土壤水份蓄变量。当降水发生时，在满足非饱和带土壤蓄水后，多余的水将下渗引起土体中地下水位抬升，受降水入渗补给管入口高度限制，多余的水量将顺着降水入渗补给管淌入降水入渗补给量杯中，从而得到降水入渗补给量。利用一定时期采集的观测数据，通过水量平衡方程求解水文循环“四水转化”各项参数、水文地质参数、作物需水量及其变化规律。上述实施例仅是本发明的较佳实施方式，详细说明了本发明的技术构思和实施要点，并非是对本发明的保护范围进行限制，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.浮力式土壤蒸渗仪，包括装有过滤器的原状土筒，所述过滤器通过水位连通管与潜水蒸发补水器相连，所述潜水蒸发补水器通过降水入渗补给管与降水入渗补给量杯相连， 其特征在于所述原状土筒的外壁上装配有带动原状土筒浮起的浮筒，所述的潜水蒸发补水器及降水入渗补给量杯放置于浮筒内，还包括一个外筒，所述外筒的外壁固接一个水位测室，水位测室与外筒连通，原状土筒及浮筒置于所述外筒中。
2.根据权利要求I所述的浮力式土壤蒸渗仪，其特征在于所述水位测室内装有配合水位测针插接的测针底座。
3.根据权利要求I所述的浮力式土壤蒸渗仪，其特征在于所述浮筒包括三个独立固定于原状土筒外壁的空心箱体，所述的潜水蒸发补水器及降水入渗补给量杯放置于其中一个空心箱体内。
4.根据权利要求I或3所述的浮力式土壤蒸渗仪，其特征在于所述浮筒的底部支撑于原状土筒下部的法兰盘，浮筒的上端口挂接或扣接于原状土筒的上部。
全文摘要
本发明公开一种浮力式土壤蒸渗仪，包括装有过滤器的原状土筒，所述过滤器通过水位连通管与潜水蒸发补水器相连，所述潜水蒸发补水器通过降水入渗补给管与降水入渗补给量杯相连，所述原状土筒的外壁上装配有带动原状土筒浮起的浮筒，所述的潜水蒸发补水器及降水入渗补给量杯放置于浮筒内，还包括一个外筒，所述外筒的外壁固接一个水位测室，水位测室与外筒连通，原状土筒及浮筒置于所述外筒中；本发明可以同时观测到实验用原状土柱的土壤蒸发量、降水入渗补给量和潜水蒸发量，了解非饱和土体中的蓄变量的变化，对原状土体进行水量平衡分析，通过水量平衡方程求解水文参数、作物需水量及其变化规律。
文档编号G01N33/24GK102608293SQ20121008602
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者方基宇, 王发信, 王辉, 章启兵 申请人:安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院