[发明专利]可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：包括：

仪器箱体，其上端开放，内部填充有土壤，其底部设置有底板，底板上设置有透水砖，底板上加工有螺旋凹槽，螺旋凹槽的中部设置出水口；

植被培养箱体，位于仪器箱体的顶部，其底部开放，内部填充土壤，土壤上方生长有植物；

体积含水量传感器组件，沿仪器箱体和植被培养箱体的高度方向均布；

张力计组件，沿仪器箱体和植被培养箱体的高度方向均布；

喷头，设置于植被培养箱体的顶部，且与水源连接。

2.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：喷头在植被培养箱体的顶部均匀分布。

3.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：仪器箱体分段设置，相邻段之间密封连接。

4.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：所述底板上设置有水平仪。

5.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：张力计组件分为两列，在箱体侧壁上相对设置；

进一步的，同一列中，相邻两个张力计之间的距离为25-35CM。

6.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：体积含水量传感器分为两列，在箱体的侧壁上相对设置；

进一步的，同一列中，相邻两个体积含水量传感器的距离为25-35CM。

7.根据权利要求1所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，其特征在于：还包括储水槽，储水槽用于与所述出水口连接。

8.利用权利要求1-7任一所述的可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

将测量装置进行组装，填充土壤，并进行压实，使其密实度与野外自然条件下相同；

对喷头进行供水，以模拟不同强度的降雨；

记录不同时间下体积含水量传感器和张力计的读数，将所得数据绘制成含水量和吸力水头折线图，计算特定位置的流速和平均水力梯度，进而计算获得与该时间内的流量相应的渗透系数。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于：流速的计算公式为：

其中，ΔV表示t₁到t₂时间段内，通过截面z₁的单位体积含水量，即含水量折线图上t₁，t₂时间内z₀与z₁所对应含水量所围区域的面积，V₀是装置底部出水管的流速；

进一步的，某一位置处的水力梯度为吸力水头折线图上该点的斜率；

进一步的，渗透系数为某以位置处的流速除以该时间段内的平均水力梯度。

10.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于：还包括吸湿脱湿过程土水饱和曲线的绘制步骤，通过箱体底部的出水口向箱体内部的土壤注水，让土样从下往上浸湿直至完全饱和，记录各时刻两传感器读数，所得数据可得到吸湿过程的土水饱和曲线；

而打开底部出水口阀门，让水分靠重力渗出以及自然蒸发，记录各时刻两传感器读数即可得到脱湿过程的土水特征曲线；其中，对于降雨为0的干燥土体进行试验的情况即为初试吸湿曲线，对于完全饱和后土体进行排水测试可得初试脱湿曲线。