一种原位入渗测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术公开一种原位入渗测试系统及其测试方法，涉及原位入渗领域，解决了现有原位入渗测试系统测试结果干扰较多的问题。该系统中的储水装置包括储水桶，储水桶包括外壁和内胆，在外壁的底部和内胆的底部之间设置有第一压力传感器，第一压力传感器用于测量储水装置内部水的第一重量值，和第一预设时间段内储水装置内部水的第二重量值；蒸发测定装置包括蒸发皿，蒸发皿包括第二外壁和第二内胆，在第二外壁和第二内胆的底部之间设置有第二压力传感器，第二压力传感器用于获取蒸发测定装置中水的第三重量值，以及第二预设时间段内蒸发测定装置内剩余水的第四重量值；环刀装置位于固定支架下方，并且，环刀装置一端与储水装置连通，另一端插入土壤中。另一端插入土壤中。另一端插入土壤中。

【技术实现步骤摘要】
一种原位入渗测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术涉及原位入渗测试
，具体涉及一种原位入渗测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]在水利工程施工及地下水资源的计算中，多涉及原位渗透试验，需进行野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数，试验的目的是为研究区域性水均衡、水库、灌区、渠道渗漏量、山前地区地表水渗入量。
[0003]目前，原位渗透多采用双环入渗法、人工降雨法、Guelph渗透仪法等的试验设备，国产设备以双环入渗为主，仪器相对较简单，通过供水瓶供水，而供水瓶本身没有刻度，无法确定渗水量，需要经过标识刻度和校准体积，且试验过程较为繁琐，人工影响因素较多；Guelph渗透仪法作为美国进口产品，在一定程度上改善了原位渗透试验的便捷性及速率，但未能考虑现场蒸发量影响。人工降雨入渗法受场地便捷性等限制。
[0004]因此，现行的测试设备在原位测试中影响试验精度和试验结果的因素依然存在。解决土料原位渗透试验精度和结果的问题在于试验过程中如何更多考虑温度、湿度、蒸发量等因素的影响，减少人为干扰因素。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种原位入渗测试系统及其测试方法，以解决现有的原位入渗测试系统测试结果干扰较多的问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种原位入渗测试系统，所述原位入渗测试系统包括储水装置，所述储水装置包括储水桶，所述储水桶包括外壁和内胆，在所述外壁的底部和所述内胆的底部之间设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述储水装置内部水的第一重量值，以及第一预设时间段内所述储水装置内部水的第二重量值；蒸发测定装置，所述蒸发测定装置包括蒸发皿，所述蒸发皿包括第二外壁和第二内胆，在所述第二外壁和所述第二内胆的底部之间设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器用于获取所述蒸发测定装置中水的第三重量值，以及第二预设时间段内所述蒸发测定装置内剩余水的第四重量值；固定支架，所述固定支架用于支撑所述储水装置和所述蒸发测定装置；环刀装置，所述环刀装置位于所述固定支架下方，并且，所述环刀装置一端与所述储水装置连通，另一端插入土壤中；控制装置，所述控制装置内嵌于所述固定支架内部，所述控制装置同时连接所述第一压力传感器和所述第二压力传感器，以用于获取所述第一重量值、所述第二重量值、第三重量值和第四重量值，并根据所述第一重量值、所述第二重量值、第三重量值和第四重量值，计算所述储水装置的入渗量。
[0007]可选择地，所述储水装置的底部开设有连接输水管的开口，所述固定支架内部设置有供所述输水管贯穿的通道，所述储水桶中的水通过所述输水管进入所述环刀装置中。
[0008]可选择地，所述开口处设置有自动阀门，所述自动阀门与所述控制装置电连接，以用于开启和/或关闭所述储水装置向所述环刀装置注水的通道。
[0009]可选择地，所述原位入渗测试系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述环刀装置上，以用于获取土壤中水的粘度。
[0010]可选择地，所述控制装置包括微电脑和微电脑开关，所述微电脑开关用于控制所述微电脑切换于工作状态和/或闲置状态。
[0011]可选择地，所述环刀装置包括环刀本体和关于所述环刀本体对称设置的两个环刀加力孔，所述环刀加力孔通过所述储水装置的自动阀门连接输水管。
[0012]可选择地，所述环刀装置内部还设置水位探测器，所述水位探测器连接所述控制装置，以用于获取所述环刀装置内部的第一水位信号，并将所述第一水位信号传输至所述控制装置。
[0013]可选择地，所述环刀装置内部还设置有水位浮球，所述水位浮球连接所述控制装置，以用于获取所述环刀装置内部的第二水位信号，并将所述第二水位信号传输至所述控制装置。
[0014]可选择地，所述控制装置还用于，根据所述第一水位信号和所述第二水位信号，得到所述环刀装置内部最终水位信号。
[0015]本专利技术还提供一种利用上述的原位入渗测试系统的原位入渗测试方法，所述原位入渗测试方法包括：S1：将所述原位入渗测试系统的环刀装置插入土壤中；S2：分别对所述原位入渗测试系统的储水桶和蒸发皿注水，并开启所述控制装置的微电脑；S3：采集注水结束后所述储水桶中所述第一压力传感器的第一重量值，以及注水结束后所述蒸发皿中所述第二压力传感器的第三重量值；S4：开启自动阀门，以将所述储水桶中的水注入所述环刀装置中；S5：获取所述环刀装置内部水位探测器的第一水位信号和水位浮球的第二水位信号；S6：根据所述第一水位信号和所述第二水位信号，得到所述环刀装置内部最终水位信号；S7：判断所述最终水位信号是否为预设水位信号，若是，进入步骤S8，否则，返回步骤S4；S8：关闭所述自动阀门并采集所述储水桶中的第二重量值、所述蒸发皿中的第四重量值以及温度传感器中的温度数据；S9：根据所述第一重量值、第二重量值、第三重量值、第四重量值和所述温度数据，得到当前测试的入渗值。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所提供的原位入渗测试系统采用收纳式设计，方便运输、储存。在试验过程中采用自动控制环刀装置加水、自动记录入渗、蒸发、温度数据并进行数据处理的方式，减少了传统原位入渗试验的人为加水不及时、水量计量不准确因素，增加了对温度及蒸发的考虑，在试验时可根据要求设置控制水位，达到计算时考虑水粘度、蒸发对入渗的影响性评
价，从而使试验结果更加准确，同时该设备可单人无值守操作，减少人力消耗，提供经济效益。
附图说明
[0017]图1为本专利技术所提供的原位入渗测试系统的结构示意图；图2为本专利技术所提供的原位入渗测试系统的主视图；图3为本专利技术环刀装置的结构示意图；图4为本专利技术所提供的原位入渗测试方法的流程图。
[0018]附图标记说明1
‑
储水桶；2
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蒸发测定装置；3
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固定支架；4
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环刀装置；41
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环刀本体；42
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环刀加力孔；43
‑
水位浮球；5
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输水管；6
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控制装置。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
实施例
[0020]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种原位入渗测试系统，参考图1
‑
图3所示，所述原位入渗测试系统包括储水装置，所述储水装置包括储水桶1，所述储水桶1包括外壁和内胆，在所述外壁的底部和所述内胆的底部之间设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述储水装置内部水的第一重量值，以及第一预设时间段内所述储水装置内部水的第二重量值；蒸发测定装置2，所述蒸发测定装置2包括蒸发皿，所述蒸发皿包括第二外壁和第二内胆，在所述第二外壁和所述第二内胆的底部之间设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器用于获取所述蒸发测定装置2中水的第三重量值，以及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位入渗测试系统，其特征在于，所述原位入渗测试系统包括储水装置，所述储水装置包括储水桶，所述储水桶包括外壁和内胆，在所述外壁的底部和所述内胆的底部之间设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述储水装置内部水的第一重量值，以及第一预设时间段内所述储水装置内部水的第二重量值；蒸发测定装置，所述蒸发测定装置包括蒸发皿，所述蒸发皿包括第二外壁和第二内胆，在所述第二外壁和所述第二内胆的底部之间设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器用于获取所述蒸发测定装置中水的第三重量值，以及第二预设时间段内所述蒸发测定装置内剩余水的第四重量值；固定支架，所述固定支架用于支撑所述储水装置和所述蒸发测定装置；环刀装置，所述环刀装置位于所述固定支架下方，并且，所述环刀装置一端与所述储水装置连通，另一端插入土壤中；控制装置，所述控制装置内嵌于所述固定支架内部，所述控制装置同时连接所述第一压力传感器和所述第二压力传感器，以用于获取所述第一重量值、所述第二重量值、第三重量值和第四重量值，并根据所述第一重量值、所述第二重量值、第三重量值和第四重量值，计算所述储水装置的入渗量；其计算方式为：其中，为第时段的入渗量；为储水桶在时段内第次向环刀装置内注水开始时的第一重量值，为储水桶在时段内第次向环刀装置内注水结束时的第二重量值；和分别为蒸发皿在时段内的起始重量值和结束重量值；和分别为环刀和蒸发皿的截面面积，为水的密度，为储水桶在时段内向环刀装置内注水的次数，且每次注水间隔时间为第一预设时间段，为第二预设时间段；所述开口处设置有自动阀门，所述自动阀门与所述控制装置电连接，以用于开启和/或关闭所述储水装置向所述环刀装置注水的通道。2.根据权利要求1所述的原位入渗测试系统，其特征在于，所述储水装置的底部开设有连接输水管的开口，所述固定支架内部设置有供所述输水管贯穿的通道，所述储水桶中的水通过所述输水管进入所述环刀装置中。3.根据权利要求1所述的原位入渗测试系统，其特征在于，所述原位入渗测试系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述环刀装置上，以用于测试环刀中水温从而获取土壤中水的运动粘度。4.根据权利要求1所述的原位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，秦紫东，曹波，王浩民，于彦民，张立刚，李景山，张友成，杜柏利，郑佳，何昕，杨宝国，李建宇，
申请(专利权)人：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：