本發(fā)明涉及地表水和地下水水量交換技術(shù)研究領(lǐng)域，特別是一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀及測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

目前地下水和地表水的水量交換成為了水生生態(tài)領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)地表水-地下水水量交換準(zhǔn)確的捕獲，將有利于增進(jìn)了解水沙交界面附近物理、化學(xué)和生物之間相互動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。

當(dāng)前，與地表水-地下水交換相關(guān)的研究重點(diǎn)集中在山區(qū)河流、平原河流以及河口等區(qū)域的水沙界面上。這類水沙界面區(qū)通常有較高的生物化學(xué)梯度，進(jìn)而對(duì)河流系統(tǒng)的生態(tài)結(jié)構(gòu)起著重要的調(diào)控作用。

研究揭示，水沙交界面附近包含多樣化的、豐度很高的生物活性反應(yīng)區(qū)，其常?？刂浦蛏锷a(chǎn)力和生態(tài)過(guò)程。不僅如此，這類生物活動(dòng)過(guò)程對(duì)水體中污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)換也有著重要的影響。因此，能否有效獲取水沙界面水流通量成為準(zhǔn)確理解水沙界面生物生態(tài)過(guò)程的重要制約因素。

由于水沙界面上水流過(guò)程的復(fù)雜性以及實(shí)際水下測(cè)量的不確定性，用于定量化測(cè)量水沙界面水流通量的裝置還極為少見(jiàn)。存在的主要原因分析如下：

1.由于水域底質(zhì)組成復(fù)雜，輕微的擾動(dòng)即可能造成測(cè)量區(qū)域水體渾濁，從而影響測(cè)量結(jié)果和所收集的水的水質(zhì)。

2.部分河床主要由粒徑較大的礫石組成，現(xiàn)有的水沙界面水流通量測(cè)量裝置較難插入底質(zhì)之下，導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程中河、湖水進(jìn)入裝置中，影響測(cè)量結(jié)果。

3.由于水沙界面水流過(guò)程較為復(fù)雜，某些區(qū)域是地表水體補(bǔ)給地下水體，而某些區(qū)域則是地下水補(bǔ)給地表水，當(dāng)前的測(cè)量裝置難以快速辨別水沙界面水流的補(bǔ)排關(guān)系，因而也給后續(xù)的測(cè)量帶來(lái)了一定的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀，該用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀在保證置于岸邊的滲流收集袋與置于待測(cè)區(qū)域河湖底質(zhì)之中的滲流收集筒的出水口有著相同水頭的前提下進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量時(shí)間內(nèi)滲流收集袋變化的重量即為被測(cè)區(qū)域在該時(shí)間段內(nèi)的水沙界面水流量。同時(shí)，測(cè)量結(jié)果精確、適用于多種水域且操作簡(jiǎn)便。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀，包括滲流收集筒、金屬插入棒、長(zhǎng)連通管、收集袋保護(hù)箱、t型連通管和滲流收集袋；其中，滲流收集筒、長(zhǎng)連通管、收集袋保護(hù)箱、t型連通管和滲流收集袋均采用透明材料制成。

滲流收集筒的上部封閉，下部敞口；滲流收集筒的上部設(shè)置有出水口。

滲流收集筒的橫截面為紡錘形，且紡錘形具有長(zhǎng)軸和短軸兩個(gè)對(duì)稱軸。

紡錘形包括兩個(gè)短圓弧、兩個(gè)直線段和四個(gè)長(zhǎng)圓??；兩個(gè)短圓弧對(duì)稱設(shè)置在長(zhǎng)軸的兩端，兩個(gè)直線段對(duì)稱設(shè)置在短軸的兩端；四個(gè)長(zhǎng)圓弧的一端分別與短圓弧相切連接，四個(gè)長(zhǎng)圓弧的另一端分別與對(duì)應(yīng)的直線段相切連接。

滲流收集筒底部豎直設(shè)置有若干根所述金屬插入棒，每根金屬插入棒均為實(shí)心圓錐體，且圓錐尖端朝下。

收集袋保護(hù)箱為敞口設(shè)置，收集袋保護(hù)箱的其中一個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有固定口。

t型連通管和滲流收集袋均設(shè)置在收集袋保護(hù)箱內(nèi)。

t型連通管具有一個(gè)進(jìn)水口和至少兩個(gè)收集出水口；t型連通管的進(jìn)水口穿過(guò)固定口與長(zhǎng)連通管的一端密封連接，長(zhǎng)連通管的另一端通過(guò)連接彎管與滲流收集筒上的出水口相連接。

長(zhǎng)連通管和t型連通管均水平設(shè)置，每個(gè)收集出水口均連接一個(gè)所述滲流收集袋。

每個(gè)滲流收集袋均與滲流收集筒上出水口的高度相一致。

滲流收集筒的頂部?jī)A斜設(shè)置，具有位于長(zhǎng)軸兩端的斜面高端和斜面低端；滲流收集筒上的出水口設(shè)置在斜面高端處。

每個(gè)收集出水口與相應(yīng)的滲流收集袋之間均設(shè)置有磁吸式接口；磁吸式接口的一端為連接軟管，該連接軟管與收集出水口相連接，磁吸式接口的另一端與滲流收集袋磁性連接。

滲流收集袋上設(shè)置有長(zhǎng)嘴接口，長(zhǎng)嘴接口與磁吸式接口相連接一端的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)狀磁石和環(huán)形的硅膠墊片，且硅膠墊片朝向磁吸式接口側(cè)，硅膠墊片和環(huán)狀磁石的環(huán)形內(nèi)腔形成插孔；磁吸式接口與長(zhǎng)嘴接口相連接一端為硬質(zhì)支撐管，該硬質(zhì)支撐管的內(nèi)腔內(nèi)也設(shè)置有環(huán)狀磁石，磁吸式接口上還設(shè)置有能插入插孔的注水口。

金屬插入棒的數(shù)量為四根，分別設(shè)置在長(zhǎng)軸的兩端和短軸的兩端。

長(zhǎng)連通管能夠彎折。

另外，本發(fā)明還提供一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的測(cè)量方法，該用于水沙界面水流通量測(cè)量的測(cè)量方法在保證置于岸邊的滲流收集袋與置于待測(cè)區(qū)域河湖底質(zhì)之中的滲流收集筒的出水口有著相同水頭的前提下進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量時(shí)間內(nèi)滲流收集袋變化的重量即為被測(cè)區(qū)域在該時(shí)間段內(nèi)的水沙界面水流量。同時(shí)，測(cè)量結(jié)果精確、適用于多種水域且操作簡(jiǎn)便。

一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的測(cè)量方法，包括如下步驟。

步驟1，滲流儀連接安裝：將滲流儀連接安裝在需測(cè)量區(qū)域，滲流儀連接安裝過(guò)程中，均需無(wú)氣泡產(chǎn)生，且每個(gè)滲流收集袋均與滲流收集筒上出水口的高度相一致，使?jié)B流收集袋與出水口具有相同的水力環(huán)境。

步驟2，水沙界面水流補(bǔ)排關(guān)系確認(rèn)：在其中一個(gè)滲流收集袋中注水，并滴入數(shù)滴深色墨水后，與其中一個(gè)收集出水口相連接，在其余收集出水口各連接一個(gè)注水的滲流收集袋，并記錄每個(gè)注水的滲流收集袋的初始重量m1；然后，將與注入有深色墨水的滲流收集袋相連接的收集出水口打開(kāi)，其余收集出水口關(guān)閉，觀察深色墨水在滲流儀的擴(kuò)散情況；若深色墨水向滲流收集筒的出水口擴(kuò)散，則表示待測(cè)量區(qū)域是地表水補(bǔ)給地下水；若深色墨水無(wú)擴(kuò)散，則表示待測(cè)量區(qū)域是地下水補(bǔ)給地表水。

步驟3，測(cè)量并計(jì)算水沙界面水流通量：將與注入有深色墨水的滲流收集袋相連接的收集出水口關(guān)閉，并取下注入有深色墨水的滲流收集袋；然后，打開(kāi)步驟2中其中一個(gè)與注水滲流收集袋相連接的收集出水口，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的測(cè)量時(shí)間時(shí)，關(guān)閉該收集出水口，記錄下測(cè)量后的重量m2，然后，通過(guò)如下公式，計(jì)算水沙界面的水流通量q；

式中，，s為滲流收集筒的底面積，ρ為水密度，t為測(cè)量時(shí)間。

步驟4，計(jì)算平均潛流通量：按照步驟3的方法，對(duì)每個(gè)收集出水口均進(jìn)行多次交替測(cè)量，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量后，剔除明顯出錯(cuò)的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)剩下的測(cè)量數(shù)據(jù)取平均值，即獲得測(cè)量區(qū)域的平均潛流通量。

所述步驟1中，滲流儀的連接安裝過(guò)程，具體包括如下步驟。

步驟11，滲流收集筒安裝：將滲流收集筒倒放在水中，并使水緩慢充滿滲流收集筒，隨后將滲流收集筒的出水口朝上；接著將金屬插入棒完全插入待測(cè)底質(zhì)中，且滲流收集筒的下部也需要有部分深入河床之中，使?jié)B流收集筒底部與河床間形成密封接觸。

步驟12，排除滲流收集筒內(nèi)氣泡：滲流收集筒安裝后，需觀察滲流收集筒內(nèi)是否有氣泡；由于滲流收集筒頂部?jī)A斜設(shè)置，滲流收集筒上的出水口設(shè)在斜面高端處，故滲流收集筒內(nèi)的氣泡會(huì)聚集于出水口附近；當(dāng)觀察到出水口有氣泡時(shí)，則用針筒抽出。

步驟13，連接長(zhǎng)連通管：長(zhǎng)連通管通過(guò)連接彎管與出水口相連接，連接前，長(zhǎng)連通管和連接彎管均需充滿水；連接完成后，連接彎管上設(shè)置止水裝置。

步驟14，收集袋保護(hù)箱安裝：將收集袋保護(hù)箱裝滿水置于近岸位置，且使收集袋保護(hù)箱完全被水淹沒(méi)；將長(zhǎng)連通管另一端牽引至岸邊，穿過(guò)固定口后與t型連通管連接，連接過(guò)程中t型連通管的所有收集出水口均須置于水下，且能使連接在收集出水口上的滲流收集袋均需與滲流收集筒的出水口高度相一致。

步驟15，磁吸式接口連接：在t型連通管的每個(gè)收集出水口各設(shè)置一個(gè)磁吸式接頭，磁吸式接口的連接軟管與收集出水口相連接，磁吸式接頭的另一端通過(guò)注水口與滲流收集袋磁性連接；然后，觀察收集出水口的高度是否與滲流收集筒出水口高度一致，若不一致則通過(guò)調(diào)整收集袋保護(hù)箱位置使其一致。

本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)和方法后，具有如下效果：

1.本發(fā)明中滲流收集筒不是簡(jiǎn)單的圓柱形而是采用紡錘形設(shè)計(jì)，大大減小了滲流收集筒形狀對(duì)水流的擾動(dòng)。而水流流態(tài)的變化對(duì)水沙界面水流有著較大的影響，因此該形狀能夠盡可能地減小其對(duì)水沙界面水流的影響，在測(cè)量試驗(yàn)中能夠得到一個(gè)較為精確的結(jié)果。

2.本發(fā)明中滲流收集筒底部設(shè)置的圓錐狀金屬插入棒，能夠插入底質(zhì)之中，對(duì)滲流收集筒起固定作用，使本發(fā)明能夠在急流中正常使用。并且該設(shè)計(jì)能夠較好的適應(yīng)粒徑較大的礫石底質(zhì)，只需找合適的位置將插入棒插入礫石縫隙之中即可完成對(duì)滲流收集筒的安置。操作簡(jiǎn)單，方便快捷，無(wú)需開(kāi)挖破壞底質(zhì)，能獲得最貼近現(xiàn)實(shí)情況的測(cè)量數(shù)據(jù)，保證了測(cè)量結(jié)果的正確性。

3.本發(fā)明中滲流收集筒頂部采用傾斜面，而非水平面，方便將收集筒中的氣泡排出。且本發(fā)明各個(gè)部件均采用透明材料，便于觀察裝置中氣泡是否排盡，盡可能地減小裝置中氣泡對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。不僅如此，該設(shè)計(jì)還便于快速判斷測(cè)量區(qū)域中水沙界面水流的補(bǔ)排關(guān)系。具體方法為：在測(cè)量開(kāi)始前，往滲流收集袋中放入適量清水，并在其中滴入幾滴染色劑，連接好裝置各個(gè)部分后，觀察裝置中水顏色的變化。雖然存在著擴(kuò)散現(xiàn)象，但如果是在地表水體補(bǔ)給地下水的區(qū)域染色劑能夠較快到達(dá)滲流收集筒出水口，而不是緩慢擴(kuò)散并集中于滲流收集袋一側(cè)。這也能夠在測(cè)量實(shí)驗(yàn)之前對(duì)該地區(qū)的補(bǔ)排關(guān)系做一個(gè)定性判斷，方便之后的測(cè)量。

4．本發(fā)明中采用t型連通管連接長(zhǎng)連通管和滲流收集袋，該設(shè)計(jì)提供了兩個(gè)滲流收集袋的連接口。如此，可以在一次測(cè)量完成后立馬開(kāi)始下一次測(cè)量，在下一次測(cè)量過(guò)程中可以對(duì)上一次測(cè)量的收集袋進(jìn)行稱重，并完成計(jì)算，同時(shí)可以安裝下一個(gè)滲流收集袋。如此，完全可以做到不間斷連續(xù)測(cè)量，大大節(jié)約了時(shí)間。

5．本發(fā)明中滲流收集袋十分輕薄，該設(shè)計(jì)是為了使袋中水與袋外水有著基本一致的水力環(huán)境，從而可以通過(guò)調(diào)節(jié)滲流收集袋的高度使袋中水與滲流出水口的水頭保持一致，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

6．本發(fā)明中滲流收集袋的連接口采用磁吸式設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方便滲流收集袋的安裝與取下。因滲流收集袋十分薄，傳統(tǒng)的連接方式在取下滲流收集袋時(shí)容易弄破滲流收集袋導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。而該設(shè)計(jì)盡可能避免了這種情況的發(fā)生，只需在操作時(shí)稍加留意即可完整取下滲流收集袋。接口處設(shè)有一個(gè)硅膠墊片起到密封的作用，防止?jié)B漏發(fā)生。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了本發(fā)明一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示了本發(fā)明滲流收集筒的橫截面示意圖。

圖3顯示了磁吸式接口與滲流收集袋中長(zhǎng)嘴接口相配合部分的放大示意圖。

其中有：

1.滲流收集筒；1a.短圓弧；1b.長(zhǎng)圓弧；1c.直線段；1d.斜面；1e.斜面低端；1f.斜面高端；

2.金屬插入棒；3.連接彎管；4.出水口；5.止水夾；6.長(zhǎng)連通管；7.固定口；8.t型連通管；9.收集袋止水夾；10.磁吸式接口；11.滲流收集袋；12.收集袋保護(hù)箱；13.環(huán)形磁石；14.硅膠墊片；15.連接軟管；16.注水口；17.長(zhǎng)嘴接口；18.插孔；19.硬質(zhì)支撐管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的滲流儀，包括滲流收集筒1、金屬插入棒2、長(zhǎng)連通管6、收集袋保護(hù)箱12、t型連通管8和滲流收集袋1。

上述滲流收集筒、長(zhǎng)連通管、收集袋保護(hù)箱、t型連通管和滲流收集袋均優(yōu)選采用透明材料制成，該設(shè)計(jì)的目的為方便查看滲流儀內(nèi)是否有未排盡的氣泡以及快速辨別測(cè)量區(qū)域內(nèi)水沙界面水流的補(bǔ)排關(guān)系。

滲流收集筒優(yōu)選由有機(jī)玻璃制成，整體為柱體。滲流收集筒的上部封閉，下部敞口，用于保持滲流儀與河床底質(zhì)的連通。

滲流收集筒的上部設(shè)置有出水口。

滲流收集筒的橫截面為紡錘形，且紡錘形具有長(zhǎng)軸和短軸兩個(gè)對(duì)稱軸，該形狀能夠盡可能地減小滲流收集筒對(duì)水流流態(tài)的影響，提高測(cè)量結(jié)果的精確度。

如圖2所示，紡錘形包括兩個(gè)短圓弧1a、兩個(gè)直線段1c和四個(gè)長(zhǎng)圓弧1b。其中，長(zhǎng)軸ac長(zhǎng)50cm，短軸bd長(zhǎng)20cm，長(zhǎng)軸ac與短軸bd相互正交設(shè)置。

兩個(gè)短圓弧對(duì)稱設(shè)置在長(zhǎng)軸的兩端，也即點(diǎn)a和點(diǎn)c處，每個(gè)短圓弧的半徑均優(yōu)選為1cm，弧長(zhǎng)均優(yōu)選為1.5cm。

兩個(gè)直線段對(duì)稱設(shè)置在短軸的兩端，也即點(diǎn)b和點(diǎn)d處，每條直線段的長(zhǎng)度均優(yōu)選為8cm。

每個(gè)長(zhǎng)圓弧的半徑均優(yōu)選為280cm，弧長(zhǎng)均優(yōu)選為23.4cm。

四個(gè)長(zhǎng)圓弧的一端分別與短圓弧相切連接，四個(gè)長(zhǎng)圓弧的另一端分別與對(duì)應(yīng)的直線段相切連接。

由此，能夠計(jì)算獲得滲流收集筒的底面面積優(yōu)選為750.8cm²。

為方便排出滲流收集筒內(nèi)的氣泡，滲流收集筒的頂部?jī)A斜設(shè)置，也即頂部為斜面1d，斜面高端1f和斜面低端1e分別位于位于長(zhǎng)軸的兩端，也即點(diǎn)a及點(diǎn)c所在豎直直線上。斜面高端1f的柱體優(yōu)選高度為22cm，斜面低端1e的柱體優(yōu)選高度為16cm。

進(jìn)一步，滲流收集筒上的出水口優(yōu)選設(shè)置在斜面高端處，出水口的半徑優(yōu)選為1cm，該設(shè)計(jì)有助于滲流儀內(nèi)氣泡的排出。

滲流收集筒底部豎直設(shè)置有若干根金屬插入棒2，優(yōu)選為四根，用于插入底質(zhì)之中固定滲流收集筒。

每根金屬插入棒的最大半徑均優(yōu)選為0.5cm，高優(yōu)選為12cm的實(shí)心圓錐體，且圓錐尖端朝下。四根金屬插入棒均優(yōu)選設(shè)置在點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c和點(diǎn)d所在豎直直線上。

收集袋保護(hù)箱12優(yōu)選為長(zhǎng)、寬、高分別為60cm、40cm和20cm的敞口有機(jī)玻璃水箱，收集袋保護(hù)箱的其中一個(gè)側(cè)壁上，優(yōu)選在面積最小的一個(gè)側(cè)壁的中心處設(shè)置有半徑優(yōu)選為1.5cm的固定口，方便長(zhǎng)連通管6通過(guò)。

收集袋保護(hù)箱的設(shè)置，能起到固定滲流收集袋水平高度的作用。該裝置為滲流收集袋提供一個(gè)相對(duì)平靜的水流環(huán)境，并能夠調(diào)節(jié)滲流收集袋與滲流收集筒出水口的高度一致，使兩者具有相同的水力環(huán)境。除此之外，該裝置還能避免滲流收集袋遭受水體中漂浮物的撞擊，導(dǎo)致滲流收集袋破裂。

t型連通管和滲流收集袋均設(shè)置在收集袋保護(hù)箱內(nèi)。

t型連通管具有一個(gè)進(jìn)水口和至少兩個(gè)收集出水口，收集出水口本發(fā)明中優(yōu)選為兩個(gè)。

t型連通管的進(jìn)水口穿過(guò)固定口與長(zhǎng)連通管的一端密封連接，長(zhǎng)連通管的另一端通過(guò)連接彎管與滲流收集筒上的出水口相連接。

長(zhǎng)連通管和t型連通管均水平設(shè)置，每個(gè)收集出水口均直接或間接連接一個(gè)滲流收集袋。

圖1中，為方便查看，將兩個(gè)滲流收集袋均畫(huà)為豎直安置，其實(shí)在現(xiàn)實(shí)操作中為水平并列安置。

長(zhǎng)連通管優(yōu)選為半徑1cm的硬質(zhì)pvc管，內(nèi)部光滑，盡可能減少沿程水頭損失，為滿足野外測(cè)量的需求并方便攜帶，長(zhǎng)連通管能夠彎折。

上述連接彎管優(yōu)選為硅膠軟管，在硅膠軟管上優(yōu)選夾有止水夾，方便切斷裝置相應(yīng)部分的水力聯(lián)系。

上述t型連通管與長(zhǎng)連通管連接的一端優(yōu)選采用軟質(zhì)pvc材質(zhì)，方便連接。t型連通管的剩余部分優(yōu)選由有機(jī)玻璃制成。t型連通管的進(jìn)水口半徑優(yōu)選為1cm，每個(gè)收集出水口的半徑優(yōu)選為0.5cm。

每個(gè)滲流收集袋均與滲流收集筒上出水口的高度相一致。

進(jìn)一步，每個(gè)收集出水口與相應(yīng)的滲流收集袋之間均優(yōu)選設(shè)置有磁吸式接口，磁吸式接口設(shè)計(jì)，方便滲流收集袋的連接與取下。

如圖3所示，磁吸式接口的一端為連接軟管15，該連接軟管與收集出水口相連接，磁吸式接口的另一端與滲流收集袋磁性連接。

滲流收集袋優(yōu)選為長(zhǎng)、寬分別為25cm和15cm的特制薄塑料袋。滲流收集袋完全密封，只在其一側(cè)開(kāi)有半徑為0.5cm的小口，小口處延伸出一個(gè)長(zhǎng)嘴接口17，該長(zhǎng)嘴接口17與滲流收集袋連成一體，長(zhǎng)嘴接口的開(kāi)口端優(yōu)選為硬塑料材質(zhì)。

長(zhǎng)嘴接口與磁吸式接口相連接一端的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有環(huán)狀磁石13和環(huán)形的硅膠墊片14，且硅膠墊片朝向磁吸式接口側(cè)，硅膠墊片和環(huán)狀磁石的環(huán)形內(nèi)腔形成插孔18；磁吸式接口與長(zhǎng)嘴接口相連接一端優(yōu)選為硬質(zhì)支撐管19，該硬質(zhì)支撐管的內(nèi)腔內(nèi)也設(shè)置有環(huán)狀磁石13，磁吸式接口上還設(shè)置有能插入插孔的注水口16。

一種用于水沙界面水流通量測(cè)量的測(cè)量方法，包括如下步驟。

步驟1，滲流儀連接安裝：將滲流儀連接安裝在需測(cè)量區(qū)域，滲流儀連接安裝過(guò)程中，均需無(wú)氣泡產(chǎn)生，且每個(gè)滲流收集袋均與滲流收集筒上出水口的高度相一致，使?jié)B流收集袋與出水口具有相同的水力環(huán)境。

滲流儀的連接安裝過(guò)程，具體包括如下步驟。

步驟11，滲流收集筒安裝：將滲流收集筒倒放在水中，并使水緩慢充滿滲流收集筒，隨后將滲流收集筒的出水口朝上。接著將金屬插入棒完全插入待測(cè)底質(zhì)中，且滲流收集筒的下部也需要有部分深入河床之中，使?jié)B流收集筒底部與河床間形成密封接觸，以保證底質(zhì)上方的水無(wú)法進(jìn)入滲流收集筒中。但在插入過(guò)程中必須格外小心，避免擾動(dòng)底質(zhì)使水體變渾濁。若不慎攪渾水體則需要靜置一會(huì)兒待水體不再渾濁后再進(jìn)行之后的操作。

步驟12，排除滲流收集筒內(nèi)氣泡：滲流收集筒安裝后，需觀察滲流收集筒內(nèi)是否有氣泡；由于滲流收集筒頂部?jī)A斜設(shè)置，滲流收集筒上的出水口設(shè)在斜面高端處，故滲流收集筒內(nèi)的氣泡會(huì)聚集于出水口附近；當(dāng)觀察到出水口有較大氣泡時(shí)，則用針筒抽出。

步驟13，連接長(zhǎng)連通管：長(zhǎng)連通管通過(guò)連接彎管與出水口相連接，連接前，長(zhǎng)連通管和連接彎管均需充滿水，確定管內(nèi)無(wú)較大氣泡后，再與連接彎管相連；連接完成后，連接彎管上設(shè)置止水裝置，如止水夾等。

步驟14，收集袋保護(hù)箱安裝：將收集袋保護(hù)箱裝滿水置于近岸位置，且使收集袋保護(hù)箱完全被水淹沒(méi)；將長(zhǎng)連通管另一端牽引至岸邊，穿過(guò)固定口后與充滿水并確認(rèn)無(wú)較大氣泡的t型連通管連接，連接過(guò)程中t型連通管的所有收集出水口均須置于水下，防止氣泡進(jìn)入。另外，使連接在收集出水口上的滲流收集袋均需與滲流收集筒的出水口高度相一致。

步驟15，磁吸式接口連接：在t型連通管的每個(gè)收集出水口各設(shè)置一個(gè)磁吸式接頭，磁吸式接口的連接軟管與收集出水口相連接，磁吸式接頭的另一端通過(guò)注水口與滲流收集袋磁性連接；然后，觀察收集出水口的高度是否與滲流收集筒出水口高度一致，若不一致則通過(guò)調(diào)整收集袋保護(hù)箱位置使其一致。最后，再次確認(rèn)裝置內(nèi)是否有較大氣泡，若有則斷開(kāi)連接進(jìn)行排氣處理，確認(rèn)無(wú)較大氣泡后再連接。最后用止水帶固定各個(gè)連接口防止?jié)B漏。

步驟2，水沙界面水流補(bǔ)排關(guān)系確認(rèn)：取出兩個(gè)滲流收集袋，排盡其中的氣泡之后，用針筒通過(guò)長(zhǎng)嘴接口往里面注水，注入約三分之一的水后停止注水，注水過(guò)程中要防止氣泡進(jìn)入。在其中一個(gè)滲流收集袋中滴入幾滴深色墨水，優(yōu)選為紅墨水，隨后用收集袋止水夾夾緊長(zhǎng)嘴接口。然后對(duì)未滴入紅墨水的滲流收集袋進(jìn)行稱重，記錄下初始重量m1。隨后將兩個(gè)滲流收集袋小心的通過(guò)磁吸式接口與磁吸式接口中的連接軟管連接。確認(rèn)連接完成后，打開(kāi)滴有紅墨水的那個(gè)收集袋止水夾和止水夾，觀察紅墨水在裝置中的擴(kuò)散情況。若紅墨水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后流向了滲流收集筒出水口附近，則表示該區(qū)域是地表水補(bǔ)給地下水；若紅墨水一直在滲流收集袋附近，則表示該區(qū)域是地下水補(bǔ)給地表水。

步驟3，測(cè)量并計(jì)算水沙界面水流通量：準(zhǔn)備另一個(gè)滲流收集袋，往里面注入一定量的水。夾上收集袋止水夾之后進(jìn)行稱重，記錄下初始重量。取下滴有紅墨水的滲流收集袋，連接新準(zhǔn)備的滲流收集袋。隨后，打開(kāi)之前放置的滲流收集袋的收集袋止水夾，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，開(kāi)始測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中可以準(zhǔn)備下一個(gè)滲流收集袋。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，夾緊收集袋止水夾并停止計(jì)時(shí)，記錄下測(cè)量時(shí)間t，取下滲流收集袋。同時(shí)連接新的滲流收集袋，開(kāi)始新的一組測(cè)量。對(duì)取下的滲流收集袋進(jìn)行稱重，稱重之前需擦干其外壁的水滴，記錄下測(cè)量后的重量m2。然后，通過(guò)如下公式，計(jì)算水沙界面的水流通量q；

式中，，s為滲流收集筒的底面積，ρ為水密度，t為測(cè)量時(shí)間。

步驟4，計(jì)算平均潛流通量：按照步驟3的方法，對(duì)每個(gè)收集出水口均進(jìn)行多次交替測(cè)量，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量后，剔除明顯出錯(cuò)的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)剩下的測(cè)量數(shù)據(jù)取平均值，即獲得測(cè)量區(qū)域的平均潛流通量。

在測(cè)量結(jié)束后，將裝置各個(gè)部分分開(kāi)并從水中拿起，排出其中的水，并將水分瀝干。由于滲流收集袋為一次性用品，無(wú)需再做任何處理，但不可隨意丟棄污染環(huán)境。將瀝干后的裝置各個(gè)部分收納好后，離開(kāi)測(cè)量地點(diǎn)，結(jié)束測(cè)量。

本發(fā)明能夠做到連續(xù)測(cè)量，節(jié)約了時(shí)間，且能夠適應(yīng)急流環(huán)境，與此同時(shí)還保證了測(cè)量結(jié)果的正確性和精確性。本發(fā)明填補(bǔ)了測(cè)量水沙界面水流通量的儀器設(shè)備的空白，應(yīng)用前景十分廣闊。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。