地表和土壤儲水量一體化測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水文學測量領域，特別涉及一種適用于濕地等過濕地表環(huán)境監(jiān)測的測量儀，該測量儀實現(xiàn)了地表和土壤儲水量及其蒸滲等界面變化過程的聯(lián)合監(jiān)測，特別是濕地等過濕地表環(huán)境下的水分界面轉化與聯(lián)合測量。
【背景技術】
[0002]地表和土壤儲水量的時空變化是濕地等自然生態(tài)環(huán)境的重要監(jiān)測指標，地表水和土壤水的時空變化，以及在地表與土壤不同界面之間的轉化也影響著陸地自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程與演替格局。為了定量監(jiān)測區(qū)域自然地表環(huán)境的水文波動特征，所以需要檢測地表和土壤儲水量及水分要素在地表與土壤不同界面之間的轉化過程與波動特征，作為陸地水循環(huán)的一部分，地表面水分要素一部分通過土壤下滲成為地下水或通過壤中流流走、一部分通過蒸散發(fā)流失，一部分隨著地表徑流流失。所以地表和土壤儲水量及水分變化過程作為陸地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境過程的重要指標，其聯(lián)合測量與定量表達顯得尤為重要。
[0003]在過濕地表環(huán)境中，如各種類型的濕地、臨時性的洪水泛濫地區(qū)、以及水位波動顯著的湖泊河流等，地表環(huán)境中的水一部分保存在土壤中、一部分存留在地表面，并且不斷地進行時空交互轉變。其近地表單點儲水量的波動監(jiān)測，包含了土壤儲水量和地表儲水量的檢測，這兩部分水要素的存在形式與特征對于陸地生態(tài)系統(tǒng)意義重大。目前，傳統(tǒng)的地表和土壤儲水量的觀測方式，因為界面特征的差別，都是土壤水和地表水分離的，并不進行聯(lián)合測量，水庫、河流等大型積水區(qū)一般只測量水位高度，田間等非積水區(qū)一般只測量土壤儲水量。但是一般意義上，任何地表環(huán)境中水要素的存在都是不斷進行時空轉化，地表地下之間不存在界面上的水要素時空分割，因此需要在時空連續(xù)的情境下同時測量這兩種介質中的水要素波動特征，特別是過濕地表環(huán)境由于其獨特的水文特征，土壤儲水量和地表儲水量都不能忽略，因此需要對傳統(tǒng)的測量儀器進行改進，同時測量這兩種儲水量以得到近地表環(huán)境儲水量。
[0004]蒸發(fā)和下滲是水文監(jiān)測的重要內容，蒸發(fā)主要包括土壤水分蒸發(fā)和水面蒸發(fā)，下滲分為土壤飽和下滲和非飽和下滲。
[0005]傳統(tǒng)的小型水面蒸發(fā)儀器由于常安置在離地70cm以上的半空中，脫離地表面的真實環(huán)境，測量精度不高，傳統(tǒng)的大型水面蒸發(fā)儀器，由于體積龐大，設置尤為不便。
[0006]傳統(tǒng)的土壤蒸滲儀器大多只能測量土壤在非飽和情況下的下滲和土壤水分蒸發(fā)量，在土壤含水量飽和，地表積水時，就無法測量土壤的下滲和水面蒸發(fā)量。所以傳統(tǒng)的蒸滲測量儀器不適用于積水區(qū)域的測量，只適用于田間測量。
[0007]過濕地表環(huán)境的蒸滲測量與田間土壤蒸滲測量、積水區(qū)蒸滲測量均不同，過濕地表環(huán)境，如各種類型的濕地、臨時性的洪水泛濫地區(qū)、以及水量增減顯著的湖泊河流等，有其獨特之處，即同一測量點處有時被水淹沒，有時并無積水。所以想要測量過濕地表環(huán)境的蒸滲情況，需要兼顧土壤的蒸滲測量和地表水的蒸滲測量。因此需要對傳統(tǒng)的觀測儀器進行改進，以達到能在過濕地表環(huán)境中使用的效果?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0008]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于:提供一種地表和土壤儲水量一體化測量儀，該測量儀將儲水量測量儀和蒸滲儀整合為一體，實現(xiàn)了地表和土壤儲水量及其蒸滲等變化過程的聯(lián)合監(jiān)測，且特別適用于濕地等過濕地表環(huán)境的監(jiān)測。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0010]—種地表和土壤儲水量一體化測量儀，包括土壤儲水量測量儀和水量管；所述土壤儲水量測量儀位于地表以下，所述水量管包括一位于地表以上的上管和一位于地表以下的下管，所述上管與下管交界處設有能夠與外界連通的連通管一，所述上管、下管和連通管之間相互連通，所述水量管的下管內設有一能夠沿管壁滑動的一活塞，一牽引電機推動所述活塞在下管內上下運動，所述牽引電機與土壤儲水量測量儀信號連接。
[0011]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述活塞設有用于測量水量管中水量的壓力傳感器。
[0012]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述連通管一上設有用于控制外界水進出水量管的電控閥門一。
[0013]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述水量管還包括位于地表以上的感應管，所述感應管的底部設有一液壓傳感器，所述感應管的底部與地表相接的位置設有與外界相通的連通管二，所述連通管二上設有電控閥門二，所述上管和感應管用連通管三形成連通，所述連通管三與連通管二平齊，所述連通管三上設有一電控閥門三。
[0014]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，還設有一垂向貫通的介質槽，所述介質槽上具有平行相對的兩槽壁，所述兩槽壁的下部沿垂向均設有多個等間隔排列的電極槽，其中一槽壁的電極槽內嵌有正電極板，另一槽壁的電極槽內嵌有負電極板，所述正電極板和負電極板平行相對并形成一電容空間；所述電極板連接中央處理模塊。
[0015]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，該介質槽的兩槽壁中間還具有多個等間隔的介質槽中壁，每一介質槽中壁的中央位置均設有溫度傳感器。
[0016]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，還設有多個處于不同深度的水分儲存器，其中至少一水分儲存器上設有下滲水收集片，一水平推動裝置能夠使該下滲水收集片相對該水分儲存器水平滑動并從該殼體側面伸出，該水分儲存器和水平推動裝置與中央處理模塊實現(xiàn)電路連接。
[0017]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述水分儲存器的內部填充海綿且容器壁外設有電熱蒸發(fā)片，所述水分儲存器的底部設有稱重式水量傳感器。
[0018]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述下滲水收集片具有一金屬槽，該金屬槽一側的底部延伸有一傾斜的引水槽，該水平推動裝置能夠使該飲水槽相對該水分儲存器接觸或隔離，該金屬槽和引水槽上鋪設有吸水紙，該金屬槽的上部鋪設有鐵砂。
[0019]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，還包括位于地表以上的一蒸發(fā)桶，所述蒸發(fā)桶的內部設有一水位傳感器，所述蒸發(fā)桶距桶底15cm的桶壁處設有電控閥門四控制外界水流進所述蒸發(fā)桶。
[0020]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，所述儀器還包括排濕換氣裝置，其包括一通風管，所述通風管位于上管和第一上管之間且位于地表以上，通風管的上部設有換氣扇，通風管的下部設有空氣吸收口。
[0021]所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，還包括位于上部的垂直平整裝置、位于中部固定平板以及位于下端的錐形安置頭，該垂直平整裝置包括重錘式垂直傳感器、圓水準氣泡式水平儀。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，采用上述技術方案的本實用新型的優(yōu)點在于:該一體化測量儀將儲水量測量儀和蒸滲儀整合為一體，實現(xiàn)了地表和土壤儲水量及其蒸滲等變化過程的聯(lián)合監(jiān)測，且結構緊湊，使用方便。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的立體結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型的分解結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型去掉殼體后內部結構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型重錘式平整裝置立體結構示意圖；
[0027]圖5為本實用新型重錘式平整裝置剖視圖；
[0028]圖6為本實用新型蒸發(fā)桶背面結構示意圖；
[0029]圖7為本實用新型水量管單元結構圖；
[0030]圖8為本實用新型水量管單元局部放大圖；
[0031]圖9為本實用新型水量管單元內活塞結構視圖；
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