為克服傳統(tǒng)雙環(huán)入滲儀的供水不穩(wěn)定、讀取和記錄數(shù)據(jù)工作量大的問題,該文基于定水頭法測量導(dǎo)水率的原理,設(shè)計了一種高效的自動雙環(huán)入滲儀。該入滲儀采用非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器來監(jiān)測內(nèi)環(huán)和外環(huán)內(nèi)的水位（精度<1.5mm）;將激光測距傳感器（精度<1mm）安裝在圓柱形蓄水器的頂部,以連續(xù)自動監(jiān)測供水量;高精度液位控制系統(tǒng)與電磁閥組合以保持恒定水頭。通過理論分析,增大蓄水器中的液面與雙環(huán)中的液面之間的壓力差,可使自動雙環(huán)入滲儀的初始供水速率遠高于馬氏瓶的初始供水速率。自動雙環(huán)入滲儀的精度和可靠性試驗于2019年7月至2019年10月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)綠苑試驗場進行,并進行了該自動雙環(huán)入滲儀和傳統(tǒng)雙環(huán)入滲儀之間的比較。試驗結(jié)果顯示,在選定土壤的穩(wěn)定入滲階段,用馬氏瓶測量的穩(wěn)定入滲速率為0.068 5 cm/min,該自動雙環(huán)入滲儀的穩(wěn)定入滲速率為0.068 7 cm/min,自動雙環(huán)入滲儀實測數(shù)據(jù)與Philip的理論入滲模型計算結(jié)果吻合（R2>0.99）。結(jié)果表明,該自動雙環(huán)入滲儀的自動化測量結(jié)果可靠,對今后土壤水分入滲過程研究提供了更加高效的手段。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2020,36(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

自動雙環(huán)入滲儀

在使用傳統(tǒng)馬氏瓶保持雙環(huán)入滲儀恒定水頭時，需要調(diào)節(jié)馬氏瓶發(fā)泡口與環(huán)內(nèi)液面到同一水平面（圖2a）。由于田間地面不平、馬氏瓶與雙環(huán)入滲儀的位置獨立，很難調(diào)節(jié)馬氏瓶發(fā)泡口與雙環(huán)入滲儀環(huán)內(nèi)液面到同一水平面，即很難精確調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)液面至所需恒定水頭。本雙環(huán)與非接觸式液位傳感器的一體化設(shè)計，液位控制器結(jié)合電磁閥保持恒定水頭，可上下調(diào)節(jié)液位傳感器至所需恒定水頭（圖2b）。2 關(guān)鍵部件設(shè)計

雙環(huán)入滲儀在入土的過程中均會破壞土壤結(jié)構(gòu)，環(huán)壁和土壤之間會出現(xiàn)優(yōu)先流路徑[26]。因此，選擇由0.1 cm厚的鍍鋅鐵皮制成的內(nèi)外環(huán)，將它們插入地面時阻力小，對土壤表面不會產(chǎn)生較大的擾動。內(nèi)環(huán)在距離底部2 cm處打一個直徑為1 cm的圓孔，外環(huán)在距離底部2 cm處打2個直徑為1 cm的圓孔。內(nèi)環(huán)的圓孔通過孔徑為1 cm的直通管與外環(huán)的一個圓孔相連，外環(huán)上的2個孔分別裝上孔徑為1.2 cm的L型直角彎頭，直角彎頭接上外徑1.2 cm、壁厚0.1 cm的有機玻璃管（本試驗采用的液位傳感器在管道外徑1～2 cm范圍內(nèi)，能夠感應(yīng)到的最大管壁厚度的范圍是（1.5±0.5)mm[27]）。開孔處與內(nèi)外環(huán)連接管相連時，環(huán)的2面必須加裝橡膠墊，擰緊螺帽以防止漏水，如圖3所示。2.2 非接觸式感應(yīng)電容液位控制器

【參考文獻】：
期刊論文
[1]入滲水頭對垂直一維入滲Philip模型參數(shù)的影響[J]. 范嚴偉,趙文舉,王昱.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2015(01)

博士論文
[1]土壤入滲與優(yōu)先流測量方法研究[D]. 張婧.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3504986