[发明专利]一种变化条件下灌溉农田入渗补给系数测定实验装置

说明书

本发明公开了一种变化条件下灌溉农田入渗补给系数测定实验装置，结构包括灌溉用水系统、地下水供水系统、二合一马氏瓶、左右原状土测筒组。灌溉用水系统由低压水泵箱和输水系统组成，输水系统由输水软管、灌溉硬管、灌溉喷头组成，二合一马氏瓶由瓶体、竖直挡板、负压控制阀、气压平衡管组成，地下水供水系统由供水箱、供水管、三通管、供水支管组成，左右原状土测筒组分设于二合一马氏瓶左右，且均装有土壤水分传感器，沿土壤竖向剖面分别安装土壤水分探头。同时进行不同条件下灌溉农田入渗补给系数测定实验，结构简单且操作方便，直接获取相应条件下灌溉入渗补给系数，对探究包气带水分运移规律和地下水补给机制提供科学依据。

技术领域

本发明涉及灌溉入渗补给地下水实验装置领域，具体是一种用于测算变化条件下灌溉农田入渗补给系数的实验装置。

背景技术

地下水入渗补给一直都是地下水科学的研究重心之一，入渗补给的方式有很多，其中灌溉入渗是一种常见的地下水补给方式，灌溉水入渗补给系数α是用来表征灌溉用水量对地下水的补给程度，其值等于田间灌溉水入渗补给地下水的水量与灌水量的比值，系数变化范围在0～1之间，取决于某一时候的灌水强度、包气带的岩性、灌水之前土壤初始含水率、地下水埋深以及下垫面条件及气候因素，因此α值随着时间和空间变化，不同时段以及不同地区，α值不尽相同。同时地，合理的灌溉形式对保护地下水，节约水资源尤为重要。

多年来，众多学者通过物理学法、同位素示踪法、数值模拟法等各种不同的技术手段对灌溉入渗补给地下水进行研究，进而探究农田土壤水分运移规律以及灌溉补给效率，对合理利用灌溉水源，农业节水与地下水有效补给等方面都有着十分重要的价值，但是这些方法实验周期长、实验方法繁琐，需要的仪器数量多且造价昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以直接测算变化条件下灌溉农田入渗补给系数的实验装置，能获取不同灌溉强度、不同种植条件下以及不同地下水埋深条件下灌溉对地下水补给效率。本发明装置结构简单、使用方便，重点对大气水-地表水-土壤水-地下水(SPAC)系统中“地表水-地下水”转化水分转化进行研究，对于合理利用灌溉水源以及保护地下水生态环境问题有着重要的科学研究意义。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种变化条件下灌溉农田入渗补给系数测定实验装置，包括：

灌溉用水系统，所述灌溉用水系统包括低压水泵箱和输水软管，所述输水软管一端与低压水泵箱连接，另一端与灌溉硬管连接；

二合一马氏瓶，所述二合一马氏瓶包括马氏瓶，马氏瓶内设有隔板，隔板将马氏瓶分割成两个对称的腔体，即左腔体与右腔体；左右腔体顶端设有负压控制阀以及气压平衡管，左腔体的底部设有左连接端口和左供水口，右腔体的底部设有左连接端口和右供水口；

地下水供水系统，所述地下水供水系统包括供水箱，供水箱底部设有供水管，供水管的出口连接三通管，三通管的另外两个出口分别连接第一供水支管和第二供水支管，第一供水支管的另外一端与二合一马氏瓶左供水口相连通，第二供水支管的另外一端与马氏瓶右供水口相连通；供水管上设有供水阀，第一供水支管上设有第一关断阀，第二供水支管上设有第二关断阀；

左右原状土测筒组，左侧原状土测筒组有3组同高度的左测筒组成，3组左测筒通过左连接联通管与左腔体的左连接端口相连通，右原状土测筒组有与左侧测筒组高度不同的右单测筒组成,右单测筒通过右连接联通管与右腔体的右连接端口相连通；所述左测筒和右单测筒内均装有土壤水分传感器，并沿着土壤竖向分梯度安装水分探头。

本发明的进一步技术：

优选的，所述二合一马氏瓶中，两侧腔体顶端的气压平衡管位置相互对称，两侧腔体顶端的负压控制阀位置相互对称，每侧腔体顶端的气压平衡管到隔板的垂直距离大于负压控制阀到隔板的垂直距离。