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一种测量 橡胶林地下径流的装置

阅读：524发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种测量橡胶林地下径流的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种测量橡胶林地下径流的装置，其中，包括在橡胶林水量平衡观测场设有的观测井、水位记录仪、数据采集仪和电脑；所述水位记录仪设在观测井的井口处，数据采集仪一端与水位记录仪连接、另一端与电脑连接；所述观测井深25～35米，在观测井的下端距离地表2.0～4米处设有通花管。本实用新型结构简单、使用方便，解决了坡度不足的森林流域水文运动过程中土壤深层渗漏量的测量，在不破坏土壤层与地下水位的情况下测定其水位动态变化的量值，有利于提高数据的精准性和参考价值。，下面是一种测量橡胶林地下径流的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种测量橡胶林地下径流的装置，其特征在于：包括在橡胶林水量平衡观测场设有的观测井、水位记录仪、数据采集仪和电脑；所述水位记录仪设在观测井的井口处，数据采集仪一端与水位记录仪连接、另一端与电脑连接；所述观测井深25～35米，在观测井的下端距离地表2.0～4米处设有通花管。
2.如权利要求1所述的测量橡胶林地下径流的装置，其特征在于：所述观测井为PVC管成井。
3.如权利要求1所述的测量橡胶林地下径流的装置：所述观测井的数量为25口，25口观测井构成井群。
4.如权利要求3所述的测量橡胶林地下径流的装置：所述井群下方设有3个出水口。
5.如权利要求3所述的测量橡胶林地下径流的装置：所述每口观测井的直径为70～
90mm，壁厚为2～3mm。
6.如权利要求1所述的测量橡胶林地下径流的装置：所述测量橡胶林地下径流的装置还包括截水墙，所述截水墙设在井群的周边。
7.如权利要求3所述的测量橡胶林地下径流的装置：所述井群按5排布列，每排5口观测井。

说明书全文

一种测量橡胶林地下径流的装置

技术领域

[0001] 本实用新型属森林流域水循环地下径流测量装置，涉及橡胶林土壤深层渗漏测量的装置，具体是一种测量橡胶林地下径流的装置。

背景技术

[0002] 水是地球上一切生命的源泉，也是森林生态系统物质与能量交换的首要条件。在森林流域内径流补给和涵养水源不仅是森林水文功能的主要生态效应，而且对森林生产力、养分循环等其他功能也产生影响，其中深层渗漏对于森林地下水的补给具有十分重要的意义。

[0003] 降雨期间，砍伐的森林流域常有地表径流形成，而茂密的森林流域则以地下径流为主，从岩层和低湿地排出的水仅有少量。森林土壤具有很强的吸收能力，一般不会形成地表径流，地下径流则是森林流域的主要径流形式。森林土壤的渗漏量不仅包括地面的下渗还包括土壤不同界面的下渗，它直接决定了地面径流量的大小，同时也影响土壤水分的增长及表层流、地下径流的形成。

[0004] 森林土壤渗漏量通常是通过直接或间接测定某流域内某时间段的渗透雨量，也可用降雨量与地表径流量(包括地面贮留量)之差表示。目前关于林地渗透量的测定通常情况下采用下渗仪在现场进行测定，同时采取土层试样，保持原状在实验室内用莱氏测渗计进行补充测定。流域内的下渗容量可通过降水量、径流量等实测资料进行推算。测定森林地下径流的方法和技术有许多，并且在不断完善。主要有以下几种：

[0005] (1)挖掘渗漏池

[0006] 分别在径流场下边缘距径流池约50m处，制作两个土壤剖面(100cm×150cm×150cm)即渗漏池，渗漏池上方均用木板条钉起来的油毡覆盖以防雨水进入。在每个渗漏池内按斜线方向，相隔约20cm挖40cm、60cm两个土壤剖面层(长、宽、高均比渗漏板稍大，以便放入)，分别将20cm×40cm的渗漏板(末端带有导水口)水平插入两土层，用塑料管将渗漏水导出，引入底部的容器内测定。

[0007] (2)淹水型下渗仪

[0008] 所谓掩蔽探知器又称圆筒下渗仪，可用于平坦地或缓坡地，在不打乱土层的情况下，把内径为20～30cm、高为30～40cm的金属圆筒埋入土层，深度至少到达B层，地表露出5～10cm，可在圆筒内表土上面安放带孔的圆板，用量水容器从上面不断给水，并按时记录数值经计算分析可得土壤渗漏量。

[0009] 上述方法所求数值偏大，主要因为在给水后增加了淹水压，圆筒和土层之间形成间隙造成，因此该方法还存在一些弊端。

[0010] (3)流水型下渗仪

[0011] 又称为平田型山地下渗仪，也就是在选择的测定点用流水进行测定，用金属制作宽30cm、长30cm、高15cm的长方形框，插入地下深几厘米。在能够记载水位的水箱上连接多根细管，从框的上缘按一定强度向框内放水，沿地表流动，持续1～2个小时，在框的下缘把沿地表流下未能渗入的水收集起来，每隔一定时间测记水量，从给水强度与地表径流强度之差，求得各个时间的下渗率和终期下渗率。

[0012] (4)洒水型下渗仪

[0013] 通过洒水模拟降雨代替流水测定下渗容量的方法，这种装置比较简单，在并列的水管上安装多数注射针，使水从针管自然滴下，测定方法和流水型下渗仪大致相同。在进行洒水测定时，由于水滴的打击可能使土粒分散，土壤孔隙被堵塞，常常形成水道而从地表流出，就更多地出现下渗不饱和的状态，这种情况下，和淹水型完全相反，所得的下渗率数据一般偏小。

[0014] 上述无论哪种类型的下渗仪，所得的数据，和自然降雨、流域多种多样土层条件下的实际下渗率或下渗容量，很难完全一致，一般偏大。其原因是，在小面积区域内给水，下渗水容易向四周的干燥土层横向移动，这部分水量所占比例较大；在安置下渗仪时，不当地增加了土层中的孔隙；淹水型产生了一定的水压；即使给水比较平稳，但由于水滴的打击、土壤孔隙被堵塞，下渗量可能比自然降雨时少，等等，目前虽有改进，但这些因素仍然不能完全排除。同时大型实验需要更多的人力物力，实行起来并不简单。尽管小型测渗仪器使用较方便，但在林地用水搬运等需要很多的劳动力，而且洒水型、流水型比淹水型用水更多，实行起来更困难。实用新型内容

[0015] 本实用新型的目的在于提供一种测量橡胶林地下径流的装置，该装置结构简单、使用方便、解决了坡度不足的森林流域水文运动过程中土壤深层渗漏量的测量，在不破坏土壤层与地下水位的情况下测定其水位动态变化的量值，有利于提高数据的精准性和参考价值。

[0016] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种测量橡胶林地下径流的装置，其中，包括在橡胶林水量平衡观测场设有的观测井、水位记录仪、数据采集仪和电脑；所述水位记录仪设在观测井的井口处，数据采集仪一端与水位记录仪连接、另一端与电脑连接；所述观测井深25～35米，在观测井的下端距离地表2.0～4米处设有通花管。

[0017] 较佳地，所述观测井为PVC管成井。

[0018] 较佳地，所述观测井的数量为25口，25口观测井构成井群。

[0019] 较佳地，所述井群下方设有3个出水口。

[0020] 较佳地，所述每口观测井的直径为70～90mm，壁厚为2～3mm。

[0021] 较佳地，所述测量橡胶林地下径流的装置还包括截水墙，所述截水墙设在井群的周边。

[0022] 较佳地，所述井群按5排布列，每排5口观测井。

[0023] 本实用新型结构简单、使用方便，解决了坡度不足的森林流域水文运动过程中土壤深层渗漏量的测量，在不破坏土壤层与地下水位的情况下测定其水位动态变化的量值，有利于提高数据的精准性和参考价值。附图说明

[0024] 图1为本实用新型的结构示意俯视图。

[0025] 图中：1、截水墙；2、观测井；3、水位记录仪；4、数据采集仪；5、电脑；6、橡胶林。

具体实施方式

[0026] 为了详细说明本实用新型测量橡胶林地下径流的装置的技术内容、构造特征、以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

[0027] 如图1所示，本实用新型测量橡胶林地下径流的装置，包括在橡胶林水量平衡观测场设有的25口观测井2、水位记录仪3、数据采集仪4和电脑5；所述水位记录仪3设在观测井的井口处，数据采集仪4一端与水位记录仪3连接、另一端与电脑5连接；所述观测井深25～35米，在观测井2的下端距离地表2.0～4米处设有通花管，通花管起通水作用。优选的，所述观测井为PVC管成井，其直径为70～90mm，壁厚为2～3mm。所述观测井的数量为25口，25口观测井构成井群，井群按5排布列，每排5口观测井，单列观测井相距25m，每排间隔15m。所述井群下方设有3个出水口。所述测量橡胶林地下径流的装置还包括截水墙1，所述截水墙设在井群的周边。井深主要根据场地条件、土层具体情况而定，一般以打掘至相对不透水较完整的中等风化基岩层即可，总进尺约为258.9m。

[0028] 1、测量步骤：

[0029] 在坡度较缓的橡胶林6的林段选取典型样地作为井群建筑地，测出样地覆盖面积，并根据区域大小按坐标定位观测井位置，利用挖掘钻探施工设备在其定标位置做打掘观测孔，孔内成井的方式包括：(1)、施工测孔裸壁直径130mm，采用PVC管成井，其直径90mm，壁厚2.8mm，并在PVC管下段2.0～4.0米处钻进通花管起通水作用。(2)在管外缘与裸壁之间(间距为20mm)进行回填，填料成份：在粉质粘土段以粘性土填回，在砂质粘性土段以小粒砂粒回填，在通花管段(相对含水层)以瓜米石回填。钻探孔口高程为相对高程，孔内水位为现场所测，所测水文可作为参考数据。

[0030] 从井群中挑选具有代表性的细井，需要做大量的前期准备工作，首先，利用水位记录仪(简称水位计)对25口井同时做观测记录，每天早8点、晚8点对25口细井的地下水位变化做跟踪记录，经对比分析选出水位与大气降水变化相关性好，且变幅不剧烈的细井。在选出典型的5～8口细井后，将水位计定位安置于井口处，检测其电源、端口等运作的正常性，且用不透水的遮挡物将其罩住以避免水气打湿。日常监测中还需根据天气变化适时对其他细井水位做测量记录。

[0031] 为了跟地区气象资料更新一致，水位计设置为每天早8点、晚8点自动定时取值并保存记录，一般间隔3～4天利用笔记本电脑和数据采集仪将测量数据导出，并根据数值进行换算和绘制成图，这样可以更直观更准确的及时获取地下水文运动的规律及特性。

[0032] 利用数据采集V1.0.8R1 软件对其数据做初步处理，再利用Excel2003、DPSv7.05对观测数据做进一步分析。

[0033] 2、井群法估算橡胶林土壤渗漏量

[0034] 利用井群法来测定橡胶林的渗漏量渗，通过观测地下水位的变化，来描述水分循环中的渗漏量变化特征。根据詹钱登(2008)的研究结果，地下水位是在不断消散的(包括侧向渗流、蒸散、深层入渗)，地下水位某段时间内的损失量可称其为该段时间内的平均消散量，该值可以通过观测长期没有降雨时的残余地下水位计算而得，通过分析240小时累计降雨量和扣除水位平均消散量后24小时水位变化，得出地下水位增量与累计降雨量之间存在密切联系。为了选取地下水位变化良好反应降雨产生的渗漏量的观测井，以五月份观测数据分别计算累计降雨量，和24小时渗漏井水位变化量，并绘制点状，从中选取拟合关系较好的渗漏井。根据所选取的渗漏井的观测数据，将计算所得的累计渗漏量与累计降雨量绘制成点状图，可以看出当长期无降雨时，降雨量需达到20mm以上时才能产生渗漏，随后，渗漏量随着降雨量的增加而增加

[0035] 本实用新型为在森林流域坡度有限的条件下开展地下径流水位变化的研究提供了必要的试验设施，无需利用林地坡度挖掘渗漏池的传统方法观测地下径流量。

[0036] 以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

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