专利名称：一种测定地表土壤入渗速率的改进装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土壤物理技术领域中测定地表土壤入渗速率的装置，具体是一种针对圭夫仪(Guelph Permeameter)测定地表土壤入渗速率的改进装置。
背景技术：
土壤入渗性能是土壤重要的水分物理性质，它是影响降雨转化为地表径流和土壤水的比例的一个重要参数，也是一个反映土壤涵养水源和抗侵蚀能力的重要标识。圭夫仪 (Guelph Permeameter)是一种测定土壤表层以下渗透速率的常用仪器，目前国内外许多学者尝试用它来测定地表土壤入渗速率，但由于其在测定过程中需要扰动地表土壤结构，因而测得的地表土壤入渗速率与实际的结果存在较大的偏差，这极大地限制了该仪器的使用范围。在圭夫仪的使用过程中，按其标准的操作规程，必须在地表以下开挖一个直径约6cm、 深达15cm的土洞，以保证从圭夫仪下端出水口的出水不致在地表随意扩散，并在土洞中维持一定的水位，但这样就破坏了地表土壤结构，因而实际测定的结果并不是地表土壤入渗速率，而是水分在土壤表层以下的渗透速率(见附图1)。如果在地表增加一个不扰动地表的集水装置，使得圭夫仪下端出水口出水在地表不至于随意扩散并维持一定的水位，这样水分就可以经由不扰动的地表往土壤深层渗透，测定的结果就非常接近于真实的情况，这就大大拓展圭夫仪的使用范围，降低了测试误差。

实用新型内容本实用新型针对目前的圭夫仪法扰动地表土壤结构、不能精确测定地表土壤入渗速率的缺点，提出一种在地表增加一集水、覆土装置，在不破坏地表土壤结构的情况下能测定地表土壤入渗速率的圭夫仪改进装置。本实用新型的技术方案如下一种测定地表土壤入渗速率的改进装置，包括有圭夫仪，其特征在于在所述圭夫仪的周围，有两个高度相同，直径不同的同心环状的大小金属圆管。更进一步的方案是所述金属圆管高度相同且为15至20cm，大金属圆管内直径为 20cm，小金属圆管内直径为10cm。更进一步的方案是所述的金属圆管下端边缘呈刃口状。更进一步的方案是所述的金属圆管为钢制圆管。更进一步的方案是所述的金属圆管管壁厚度为2至5mm。本实用新型在使用时，将小金属圆管带刃口的一端放置于待测区的水平地表，并轻微按压、旋转，确保其与地表紧密接触；以小金属圆管的中心为中心，将大金属圆管呈同心环状套于小金属圆管之外，带刃口的一端亦置于地表，并轻微按压、旋转，确保其与地表紧密接触，并不至于破坏地表结构。在金属圆管压入地面后，保持地面以上金属圆管的高度相同且均为15cm。如若地表有杂草覆盖，需在布设圆管前将杂草剪去，注意不要扰动地表土壤结构。在圭夫仪安装地点附近，挖取一定数量、同一类型的地表土，均勻覆盖于大小金属圆管之间的地表空隙，并适当按压使之紧实；覆土高度根据小金属圆管内预设的积水高度， 一般5至IOcm为宜。覆土加水至饱和状态。在即将使用圭夫仪测定前，将大小金属圆管之间的覆土加一定的水量，使得覆土水分达到饱和状态。这样可以确保正式测定后，小金属圆管壁内外的水压力一致，尽量减少小金属圆管内的积水向管外地表侧渗。然后即可按照圭夫仪的标准操作规程进行。本实用新型的优点体现在1、利用该装置可以改进圭夫仪测定土壤渗透速率的方法，使其能够较精确地测定地表土壤的入渗速率；2、设计的小金属圆管装置，可以紧密地与地表土壤结合，确保小金属圆管内有一定的水位蓄积；3、设计的大金属圆管装置，其内有覆土并加水饱和，可以保证测定时小金属圆管壁内外的水压力一致，最大限度地减少了管内的积水向管外侧渗，确保了测定结果的精度。4、本装置操作也很简单，而且改进的装置只是增加了两个金属圆管，成本低。

图1为普通圭夫仪测定土壤渗透速率示意图；图2是本实用新型测定地表土壤渗透速率示意图；图3是本实用新型金属圆管装置结构示意图。附图标记1、圭夫仪；2、覆土 ；3、小金属圆管；4、大金属圆管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。如附图2、3所示，本实用新型针对目前的圭夫仪法只能测定土壤表层以下渗透速率的缺点，提出了一种地表集水和覆土的特定装置，使圭夫仪法也适用于地表土壤入渗速率的测定。实施例一一种测定地表土壤入渗速率的改进装置，包括有圭夫仪1，在圭夫仪出水口的周围，有两个高度相同，直径不同的同心环状的大小金属圆管3、4。金属圆管高度为16cm，大金属圆管4内直径为20cm，小金属圆管3内直径为10cm，金属管管壁厚度均为3mm。本实用新型在使用时，将小金属圆管3带刃口的一端放置于待测区的水平地表， 并轻微按压、旋转，确保其与地表紧密接触；以小金属圆管的中心为中心，将大金属圆管4 呈同心环状套于小金属圆管之外，带刃口的一端亦置于地表，并轻微按压、旋转，确保其与地表紧密接触，并不至于破坏地表结构。在金属圆管压入地面后，保持地面以上金属圆管的高度为15cm。如若地表有杂草覆盖，需在布设圆管前将杂草剪去，注意不要扰动地表土壤结构。在圭夫仪安装地点附近，挖取一定数量、同一类型的地表土，均勻覆盖于大小金属圆管之间的地表空隙，并适当按压使之紧实；覆土高度根据小金属圆管内预设的积水高度，为 5cm。覆土 2加水至饱和状态。在即将使用圭夫仪测定前，将大小金属圆管之间的覆土 2加一定的水量，使得覆土水分达到饱和状态。这样可以确保正式测定后，小金属圆管壁内外的水压力一致，尽量减少小金属圆管内的积水向管外地表侧渗。然后即可按照圭夫仪的标准操作规程进行。由于地表土壤入渗面积的直径由原来的6cm扩展到本装置的10cm，从而导致地表土壤入渗面积有了一个比例的变化，原始方法地表土壤入渗面积只有本方法的0. 36，因此利用本装置测得的地表土壤入渗率，均需乘以换算系数0. 36，才为最终正确的地表土壤入渗率。实施例二—种测定地表土壤入渗速率的改进装置，除了金属圆管为钢制圆管，圆管高度为 18cm，圆管管壁厚度均为5mm，覆土高度为IOcm之外，其余均与实施例一相同。实施例三一种测定地表土壤入渗速率的改进装置，除了金属圆管高度为20cm，覆土高度为 8cm之外，圆管管壁厚度均为2mm，其余均与实施例一相同。
权利要求1.一种测定地表土壤入渗速率的改进装置，包括有圭夫仪，其特征在于在所述圭夫仪的周围，有两个高度相同，直径不同的同心环状的大小金属圆管。
2.根据权利要求1所述测定地表土壤入渗速率的改进装置，其特征在于所述金属圆管高度相同且为15至20cm，大金属圆管内直径为20cm，小金属圆管内直径为10cm。
3.根据权利要求1所述测定地表土壤入渗速率的改进装置，其特征在于所述的金属圆管下端边缘呈刃口状。
4.根据权利要求1所述测定地表土壤入渗速率的改进装置，其特征在于所述的金属圆管为钢制圆管。
5.根据权利要求1所述测定地表土壤入渗速率的改进装置，其特征在于所述的金属圆管管壁厚度为2至5mm。
专利摘要本实用新型涉及一种测定地表土壤入渗速率的改进装置，包括有圭夫仪，在所述圭夫仪的周围，有两个高度相同，直径不同的同心环状的大小金属圆管。本实用新型的优点体现在1、利用该装置可以改进圭夫仪测定土壤渗透速率的方法，使其的测定范围从改进前仅能测定地表以下的土壤水分渗透速率，扩大到也能够较精确地测定地表以上的土壤入渗速率；2、设计的小金属圆管装置，可以紧密地与地表土壤结合，确保小金属圆管内有一定的水位蓄积；3、设计的大金属圆管装置，其内有覆土并加水饱和，可以保证测定时小金属圆管壁内外的水压力一致，最大限度地减少了管内的积水向管外侧渗，确保了测定结果的精度。
文档编号G01N15/08GK202159006SQ20112024694
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者严冬春, 熊东红, 翟娟, 苏正安, 龙翼 申请人:中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所