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制造方法及图纸

本发明专利技术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。

Measuring device and method of soil permeability coefficient considering the influence of rainfall and vegetation

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及非饱和土渗透系数测量
，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。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，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。专利技术人发现，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。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术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。为实现上述专利技术目的，本专利技术的一个或多个实施例公开了以下技术方案：本专利技术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。本专利技术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，本专利技术的以上一个或多个实施例取得了以下有益效果：本专利技术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。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例的试验装置剖视图结构示意图：图2为本专利技术实施例的试验装置正视图结构示意图；图3表示本专利技术实施例的不同的植被培养箱体；图4为本专利技术实施例的仪器箱体的各向视图，其中，a1仪器箱体主视图；a2仪器箱体顶面视图；a3仪器箱体底面视图；图5为本专利技术实施例的植被培养箱体的各向视图，其中，b1植被培养箱体主视图；b2植被培养箱体可拆卸式钢底板；图6为本专利技术实施例的有机玻璃底板的各向视图，其中，c1有机玻璃底板剖视图；c2有机玻璃底板俯视图。其中，1、降雨系统；2、护坡植被；3、植被培养箱体；4、仪器箱体Ⅰ；5、加固螺纹钢；6、外部支架；7、体积含水量传感器；8、张力计；9、仪器箱体Ⅱ；10、储水槽；11、角钢；12、透水砖；13、有机玻璃底板；14、密封胶条；15、固定螺栓；16、多向角轮；17、螺纹钢螺栓孔；18、密封胶条凹槽；19、可拆卸式钢底板；20、方螺旋细槽；21、固定螺栓孔。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。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。从培养箱体和植被培养箱体内土壤中下渗的水通过透水砖渗下，被底板上的螺旋凹槽承接，并及时导出，透水砖和螺旋凹槽的设置，可以使土壤中的水分均匀渗出，以保证测量的准确性。在一些实施例中，喷头在植被培养箱体的顶部均匀分布。用于对植被均匀喷水，保证水在土壤中均匀下渗，以模拟不同强度的降雨。在一些实施例中，仪器箱体分段设置，相邻段之间密封连接。由于需要向仪器箱体中填入土壤，将仪器箱体分段设置，可以保证将箱体内的土壤均匀填充，以提高测量的准确性。在一些实施例中，所述底板上设置有水平仪。以保证整个测量装置水平设置。在一些实施例中，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。在一些实施例中，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。在一些实施例中，还包括储水槽，储水槽用于与所述出水口连接。降雨模拟结束后，通过储水槽向箱体内部注水，让土样从下往上浸湿直至完全饱和，可以测量出土壤的吸湿和脱湿过程的土水特征曲线，对土样的持水能力等性质的进一步分析研究提供了保证。螺旋凹槽和透水砖的设置可以保证从下往上饱和时，箱体底部的土层能够被均匀浸润。本专利技术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，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n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；/n张力计组件，沿仪器箱体和植被培养箱体的高度方向均布；/n喷头，设置于植被培养箱体的顶部，且与水源连接。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冀鹏，谭怡然，栾纪元，张炯，刘太衡，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37