土壤入滲儀/雙環入滲儀SIM
雙環入滲儀是一種簡單的設備,用來測量水滲入土壤的滲透速度。滲透速率是指單位時間
內單位表面積的水滲入量。通過測量結果和達西定律可以計算出該入滲速率。 標準裝置包括數套不同直徑的不銹鋼環,可同時進行幾個測量,以得到正確可靠的結果。 垂直滲透水流向邊緣時,入滲儀的外環就可以起到隔離的作用。由于內環中的水是垂直流動的,因而測量于在內環中進行。 要取得滿意的測量結果,一定要考慮以下幾個可能影響測量的因素:表面植被、土壤的緊壓程度、土壤溫度以及土壤分層(地層)。的測量結果是根據土壤的"現場持水量"得出的。
當前野外土壤入滲觀測,國內外普遍采用雙環入滲儀法。雙環入滲儀是測量土壤入滲速率既便捷又較為經濟的儀器,由兩個不同直徑的內外金屬環組成,觀測時將兩個同心環一同打人土壤一定深度,然后給兩環供水,兩環內水面高度保持一致。內環為測量環,根據供水量與時間測算土壤入滲速率。外環為緩沖環,其作用是保證內環中的水垂直入滲。最初該法在測量手段上處于原始方式,由人眼觀測內外環中水層的深度,采取人工補水來控制水層深度。所需勞動量較大,而且測量精度很大程度上取決于觀測人員的熟練水平。針對這些問題,王文焰等人(1991)將馬里奧特容器(馬氏瓶)與雙環組成了累計入滲量測量裝置,并沿用至今。此裝置由馬氏瓶向內環不間斷供水,保證內環土壤表面具有恒定的壓力水層,這避免了由于人工加水帶來的誤差。不同土壤的水滲透速率不同。對于入滲速率小的土壤,能夠單獨由馬氏瓶來維持恒定壓力水層。然而在實驗中觀察到土壤的初始入滲速率較大,有的高達40mm/min。在觀測過程中常發生由馬氏瓶單獨供水難以保持內環的恒定水層,需人工進行補水。這不僅增加了觀測的工作量,而且給觀測帶來了誤差。針對此種情況,我們對現有的實驗觀測裝置進行了改進。具體做法是在馬氏瓶和雙環組成的裝置中增加了一輔助裝置。達到節約勞動量并且提高觀測精度的目的。
SIM土壤入滲儀就是針對土壤滲透速率較大,采用雙環入滲儀單獨由馬氏瓶供水不能維持內環恒
定壓力水層的缺陷,設計制造了土壤滲透供水流量調控輔助裝置。本發明裝置的關鍵是利用升降系統調節馬氏瓶高度來調節馬氏瓶向內環的供水流量,以達到控制內環恒定的水層高度。此裝置由以下六部分組成,部分:高度為770mm的齒輪立桿④,距離立桿頂端40mm處有長為140mm模數3的一段齒桿①;第二步分:在齒牙處設有Φ120mm手柄③及與手柄相連Φ30mm模數3的齒輪②和Φ110mm的鐵夾⑧;第三步分:升降系統底部通過兩個軸承⑤使齒輪立桿與底托環⑩連接;第四部分:齒輪立桿底部與Φ150mm厚度5mm底托盤⑥連接;第五部分:底托盤下有長度23mmΦ16mm的固定底角

