本技術(shù)涉及土壤研究設(shè)備，尤其涉及一種集成測定土壤水分過程的裝置。

背景技術(shù)：

1、土壤水文過程是指土壤中水分的運(yùn)動和再分布，主要包括入滲、蒸發(fā)、淋溶滲漏等過程。系列水分過程是降水、地表蒸發(fā)、植物水分利用與地下水補(bǔ)給等相互轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵紐帶，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)移、養(yǎng)分循環(huán)的重要載體，在評價生態(tài)系統(tǒng)水土保持、水源涵養(yǎng)能力等方面具有重要意義。

2、土壤入滲和蒸發(fā)是土壤水分運(yùn)移兩個重要方面，土壤入滲常常采用雙環(huán)入滲儀法，一方面該方法測量費(fèi)力費(fèi)水，野外操作不方便，表土結(jié)構(gòu)易破壞；另一方面由于環(huán)內(nèi)盛水，水頭的不穩(wěn)定性，同時讀數(shù)誤差較大，造成入滲率的變化不穩(wěn)定；土壤蒸發(fā)測量常用儀器為蒸滲儀，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量繁瑣，成本較高，且無法人為設(shè)定降雨強(qiáng)度，無法實(shí)現(xiàn)對不同質(zhì)地、不同含水量起始條件下的快速測定?，F(xiàn)有設(shè)備對于土壤入滲和蒸發(fā)往往是分開測定，耗時耗力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種集成測定土壤水分過程的裝置，可以同時實(shí)現(xiàn)土壤入滲和土壤蒸發(fā)的快速測定。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

3、一種集成測定土壤水分過程的裝置，包括：土壤存儲容器，所述土壤存儲容器用于存放土壤的實(shí)驗(yàn)樣品，包括雙環(huán)結(jié)構(gòu)、容腔、多孔封存裝置以及過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)放置于多孔封存裝置上，所述過濾網(wǎng)表面開設(shè)有多個淋溶孔，所述雙環(huán)結(jié)構(gòu)與土壤存儲容器緊密連接、不可分離使用；

4、降水模擬裝置，所述降水模擬裝置用于模擬降雨，包括供水裝置和噴水裝置，所述供水裝置設(shè)置于噴水裝置一旁，所述噴水裝置使用時放置于土壤存儲容器上，所述噴水裝置底部位于雙環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)的外壁；

5、供水裝置通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣管高度來調(diào)節(jié)壓強(qiáng)，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)模擬降水強(qiáng)度。

6、土壤進(jìn)出水裝置，所述土壤進(jìn)出水裝置用于收集土壤淋溶液、用以測定入滲淋溶速率及其淋溶液的化學(xué)性質(zhì)，且土壤進(jìn)出水裝置置于土壤存儲容器下方；

7、測量裝置，所述測量裝置用于獲取土樣重量數(shù)據(jù)，所述土壤存儲容器設(shè)于測量裝置上；

8、升降臺，所述升降臺用于調(diào)節(jié)降水模擬裝置中供水裝置的高度。

9、升降臺為本領(lǐng)域常用的裝置，為公知技術(shù)。

10、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述供水裝置表面設(shè)有刻度，所述噴水裝置頂部設(shè)有密封蓋，所述噴水裝置內(nèi)部設(shè)有針式噴淋器和多孔噴淋裝置，所述多孔噴淋裝置表面布設(shè)有淋水孔。

11、噴水裝置中針式噴淋器的針頭孔徑大小可預(yù)定，以實(shí)現(xiàn)不同雨強(qiáng)和雨滴類型要求；多孔噴淋裝置表面布有淋水孔，多孔噴淋裝置與土壤存儲容器相對應(yīng)，即二者面積相同，以保證降雨對土樣的全覆蓋。

12、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述噴水裝置還包括可拆卸的淋水裝置和淋水保護(hù)罩，所述淋水裝置置于淋水保護(hù)罩上方，所述淋水裝置和淋水保護(hù)罩的結(jié)合處用螺栓固定，所述淋水保護(hù)罩上下均無蓋密封。

13、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述供水裝置底部設(shè)置出水口，所述出水口通過連接管連接噴水裝置頂部的進(jìn)水口，所述出水口上設(shè)有第一閥門，所述進(jìn)水口上設(shè)有第二閥門。

14、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述供水裝置頂部設(shè)有注水口和第一排氣口，所述第一排氣口底部連通有排氣管，所述密封蓋頂部設(shè)有第二排氣口，所述第二排氣口上設(shè)有第三閥門。

15、在使用狀態(tài)時各個閥門保持開啟狀態(tài)。

16、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述測量裝置包括土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器、用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時測量和自動記錄。

17、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述土壤進(jìn)出水裝置包括土壤進(jìn)出水收集槽和淋溶液存儲器，所述土壤進(jìn)出水收集槽設(shè)置于土壤存儲容器下方，所述淋溶液存儲器設(shè)置于土壤進(jìn)出水收集槽底部。

18、本實(shí)用新型的有益效果為：

19、1、具有供水、模擬降雨、土壤入滲過特征和導(dǎo)水能力、自然或飽和含水量條件下土壤蒸發(fā)特征等多項(xiàng)功能。

20、2、相比于以往在擾動情況下分別監(jiān)測土壤入滲和蒸發(fā)特征，可實(shí)現(xiàn)在同一穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)條件下，測定土壤入滲、蒸發(fā)等水文運(yùn)移與再分布過程。

21、3、結(jié)構(gòu)簡單，可調(diào)節(jié)降水強(qiáng)度、滿足不同實(shí)驗(yàn)需求，在進(jìn)行測量時先通過降水模擬裝置向土壤存儲容器實(shí)施降水，當(dāng)達(dá)到實(shí)驗(yàn)需求時，依據(jù)實(shí)驗(yàn)需求通過土壤進(jìn)出水裝置收集淋溶水；停止降水后，通過稱重裝置測量土壤存儲容器的重量變化測定自然含水量條件下土面蒸發(fā)過程，或通過連接馬氏瓶使得土體達(dá)到飽和含水量條件后，通過稱重裝置測量土壤存儲容器的重量變化測定飽和含水量條件下土面蒸發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)實(shí)時、快速測量，得到的試驗(yàn)結(jié)果可為準(zhǔn)確計算土壤入滲與蒸發(fā)能力提供理論依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，包括：土壤存儲容器(30)，所述土壤存儲容器(30)用于存放土壤(31)的實(shí)驗(yàn)樣品，包括雙環(huán)結(jié)構(gòu)(33)、容腔(300)、多孔封存裝置(32)以及過濾網(wǎng)(320)，所述過濾網(wǎng)(320)放置于多孔封存裝置(32)上，所述過濾網(wǎng)(320)表面開設(shè)有多個淋溶孔(321)，所述雙環(huán)結(jié)構(gòu)(33)與土壤存儲容器(30)緊密連接、不可分離使用；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述供水裝置(10)表面設(shè)有刻度(13)，所述噴水裝置(20)頂部設(shè)有密封蓋(23)，所述噴水裝置(20)內(nèi)部設(shè)有針式噴淋器(24)和多孔噴淋裝置(25)，所述多孔噴淋裝置(25)表面布設(shè)有淋水孔(27)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述噴水裝置(20)還包括可拆卸的淋水裝置(200)和淋水保護(hù)罩(201)，所述淋水裝置(200)置于淋水保護(hù)罩(201)上方，所述淋水裝置(200)和淋水保護(hù)罩(201)的結(jié)合處用螺栓(26)固定，所述淋水保護(hù)罩(201)上下均無蓋密封。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述供水裝置(10)底部設(shè)置出水口(16)，所述出水口(16)通過連接管(15)連接噴水裝置(20)頂部的進(jìn)水口(21)，所述出水口(16)上設(shè)有第一閥門(14)，所述進(jìn)水口(21)上設(shè)有第二閥門(210)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述供水裝置(10)頂部設(shè)有注水口(11)和第一排氣口(12)，所述第一排氣口(12)底部連通有排氣管(120)，所述密封蓋(23)頂部設(shè)有第二排氣口(22)，所述第二排氣口(22)上設(shè)有第三閥門(220)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述測量裝置(40)包括土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器、用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時測量和自動記錄。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成測定土壤水分過程的裝置，其特征在于，所述土壤進(jìn)出水裝置(50)包括土壤進(jìn)出水收集槽(501)和淋溶液存儲器(502)，所述土壤進(jìn)出水收集槽(501)設(shè)置于土壤存儲容器(30)下方，所述淋溶液存儲器(502)設(shè)置于土壤進(jìn)出水收集槽(501)底部。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及土壤研究設(shè)備領(lǐng)域，具體公開了一種集成測定土壤水分過程的裝置，為了解決現(xiàn)有技術(shù)對于土壤入滲和蒸發(fā)分開測定、耗時耗力的缺點(diǎn)，包括土壤存儲容器、降水模擬裝置、土壤進(jìn)出水裝置和測量裝置，土壤存儲容器包括雙環(huán)結(jié)構(gòu)、容腔、多孔封存裝置以及過濾網(wǎng)，降水模擬裝置包括供水裝置和噴水裝置，供水裝置置于噴水裝置一旁，噴水裝置置于土壤存儲容器上，土壤進(jìn)出水裝置置于土壤存儲容器下方，土壤存儲容器設(shè)于測量裝置上。本技術(shù)具有供水、模擬降雨、土壤入滲過特征和導(dǎo)水能力、自然或飽和含水量條件下土壤蒸發(fā)特征等多項(xiàng)功能，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)實(shí)時、快速測量，得到的試驗(yàn)結(jié)果可為準(zhǔn)確計算土壤入滲與蒸發(fā)能力提供理論依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：俞夢笑,王林華,褚國偉,唐旭利,閆俊華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院華南植物園
技術(shù)研發(fā)日：20240328
技術(shù)公布日：2025/1/6