[发明专利]一种采集壤中流的装置

说明书

本发明涉及一种采集壤中流的装置，包括装有土壤的土槽，在土壤中插有多个采集壤中流的装置采集不同点的土壤水分，对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。本发明采集壤中流的装置可以埋设在土壤中并且可以对不同深度的土壤进行采集和分析其含水量，因而使得对土壤湿润锋的运移情况及其对降雨的响应关系更为客观的进行反映。

技术领域

本发明涉及水文学实验研究技术领域，尤其涉及一种可观测土壤湿润锋的运移情况及分层收集壤中流的装置，可用于研究不同下垫面、雨强、坡度土壤含水率对土壤水分运移情况的响应关系。

背景技术

在气候变化和人类活动的双重影响下，流域水循环演变发生着深刻变化。气候变化通过改变降水、气温、日照、风、相对湿度等影响水文循环，进而改变降水、径流、蒸发、土壤湿度等水文要素的时空分布。人类活动则通过改变流域下垫面和水量的时空分布格局等影响水文循环过程。因此在降雨过程中土壤水分变化对径流的响应关系，或者不同坡度、雨强、下垫面对径流的响应关系亟需开展相关的研究工作，这也是目前水文学研究的热点之一。

在目前的研究工作中，土壤水分运动对径流响应关系的研究，多采用自行设计的土槽，在室内用过人工模拟降雨过程，观测土槽中土壤湿润锋的运移情况及其对降雨的响应关系。但是这种土槽的设计大多四周全用钢板焊接，无法从外部观测土壤水分的变化情况，仅能利用从土壤中埋设水分传感器获得的数据了解土壤水分的状态变化。壤中流的收集也仅采用单一的导流装置收集，无法对不同深度的壤中流进行分层收集。

改进后的装置可用于相关领域对于土壤水分运移状态的研究，可分层收集不同土壤深度的壤中流，并实时观测土壤湿润锋的运移状态。对于水文学领域，可利用该装置对不同坡度、雨强、植被覆盖度下降雨对径流及壤中流的响应关系。同样，对于水土保持方面，可通过改进前端导流装置的设计及填土过程中对土壤容重的控制，模拟降雨过程中土壤的侵蚀状态。

但是，现有通过玻璃窗口直接观测土壤水分的运动情况的装置虽然使得观察更加直观，但是土壤内部的水分移动更加复杂，玻璃窗口仅仅反映出部分事实，而不能精准的对肉眼看不到的土壤层内部的土壤湿润锋情况进行展示。

发明内容

本发明设计了一种采集壤中流的装置，其解决了以下技术问题：（1）现有技术中不能实时对不同深度并且肉眼看不到的壤中流进行采集和检测。（2）现有实验过程中土壤水分运移深度的观测及壤中流分层收集的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种采集壤中流的装置，包括装有土壤的土槽，在土壤中插有多个采集壤中流的装置采集不同点的土壤水分，对肉眼看不到的土槽内部土壤水分进行数据采集和分析。

进一步，采集壤中流的装置包括套筒和驱动杆（21），所述驱动杆（21）位于所述套筒中，所述套筒外壁设有刻度并且上端开口底部连接一锥形部（23），在套筒轴向的不同位置设有多个径向孔（28），在每个所述径向孔（28）中设有一伸缩移动部件（27），所述伸缩移动部件（27）一侧设置下斜面（26），所述伸缩移动部件（27）另一侧设置伸缩采集腔（22），所述伸缩采集腔（22）采集土槽土壤并通过其中的土壤水分传感器测量土壤的含水量，所述驱动杆（21）底部设有上斜面（25），所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）隐藏在所述径向孔（28）中，所述下斜面（26）被所述上斜面（25）作用时，所述伸缩采集腔（22）从所述径向孔（28）被推出采集土壤水分。

进一步，还包括复位弹簧（29），所述复位弹簧（29）安装在所述径向孔（28）中，其确保所述伸缩移动部件（27）未被所述驱动杆（21）作用时，所述伸缩移动部件（27）能够返回至所述径向孔（28）中。