[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

说明书

本发明公开了一种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，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，土壤中生长有植物；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。

技术领域

本发明涉及非饱和土渗透系数测量技术领域，具体涉及一种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。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

非饱和土的渗透性关系到土受荷载后固结和变形发展的过程，也关系到土中有效应力和强度大小的变化，对边坡稳定性的研究具有重要意义；渗透系数既是反映土的渗透能力的定量指标，也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。

发明人发现，降雨是影响边坡稳定性、导致边坡失稳最主要和最普遍的环境因素，降雨入渗使得边坡基质吸力下降产生静水压力和动水压力，使边坡安全系数降低，从而导致滑坡发生；植物根系通过蒸腾作用储存和释放水分来影响斜坡的水文，而且植物根系的加筋作用能够提高边坡的稳定系数，此外植物根系可以提高土体的抗剪强度，从而增加土体稳定性。这两个方面也是影响土壤渗透系数的重要参数。目前，已经存在有土壤渗透系数的室内测量装置及方法，如常水头法、变水头法和一维瞬时剖面法，都没有考虑到降雨入渗以及植被根系两者共同作用对土壤渗透性的影响，与野外土壤的实际情况相差较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种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。

为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：

本发明的一个方面提供了一种可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量装置，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，土壤中生长有植物；

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。

本发明的第二个方面提供一种可考虑降雨及植被影响的土壤渗透系数测量方法，包括如下步骤：

将测量装置进行组装；

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。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个实施例取得了以下有益效果：

本发明的以上一个或多个实施例提出了一种可考虑降雨及植被影响下土壤渗透试验装置及方法。设置有降雨系统并且测试土样上方培养有护坡植被，通过一维瞬时剖面法，可以测量降雨入渗及植物根系共同影响下土壤渗透系数变化情况，测得的数据更贴合实际情况。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。