本实用新型涉及水文地质及地下水资源监测技术领域，特别涉及一种地下水垂向补给量与蒸发量测量装置。
背景技术：
地下水的补给量反映了含水层的可更新能力，是地下水资源管理与合理开发利用的关键参数。定量评价地下水的补给量是研究大尺度水文循环过程的基础，是实现地下水可持续开发利用的关键。地下水的补给量与潜水蒸发量是地下水数值模拟的核心源汇项，是进行含水层易污性评价和地下水污染治理的重要参数。测量地下水补给量和潜水蒸发量的方法较多，但直接测量地下水补给量与潜水蒸发量的常用仪器是蒸渗仪和地中渗透仪，其中地中渗透仪经济实惠，被广泛应用。但地中渗透仪的补水装置采用马里奥特瓶进行补水，该补水装置存在以下问题：①测量误差大、精度低，误差主要为不同观测员的人为误差，其观测精度为0.1 mm；②补水过程必须人工操作，费时费力，特别是在蒸发量较大时，在工作人员巡查不到位的情况下会导致补水桶缺水，致使试验数据中断。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种地下水垂向补给量与蒸发量测量装置，实现能够供水、补水及连续监测蒸渗柱的入渗量和潜水蒸发量，操作方便，避免人为误差，提高监测效率。
按照本实用新型所提供的设计方案，一种地下水垂向补给量与蒸发量测量装置，包含供水桶、补水桶，供水箱出水口通过供水管路与补水桶进水口连接，供水管路上设置有供水电磁阀，还包含有平衡杯、蒸渗柱，所述的补水桶出水口通过补水管路与平衡杯连接，平衡杯出水口通过连接管路与蒸渗柱连接，所述的补水管路上设置有补水电磁阀，所述的连接管路上设置有排水阀门；所述的平衡杯上还设置有溢流口，所述的雨量计设置于溢流口正下端；所述的补水桶内设置有上限位开关、下限位开关及球浮，所述的上限位开关设置于补水桶上端部、下限位开关设置于补水桶下端部，球浮位于上限位开关和下限位开关之间。
上述的，所述的补水桶包含桶体及上盖，所述的桶体及上盖形成密封腔体，所述的上盖上还设置有排气管路，排气管路上设置有排气电磁阀。
优选的，还包含有控制器；所述的控制器分别与雨量计、上限位开关、下限位开关、供水电磁阀、补水电磁阀及排气电磁阀相信号连接。
上述的，所述的球浮包含与控制器电连接的磁栅传感器。
上述的，所述的控制器包含有主机及分别与主机电连接的控制面板和显示面板，所述的控制面板上设置有手自动切换旋钮、 供水电磁阀开关按键、排气电磁阀开关按键及补水电磁阀开关按键；所述的显示面板为与主机电连接的LED数码管。
上述的，所述的雨量计为自记式雨量计。
本实用新型的有益效果：
本实用新型结构简单，设计新颖、合理，解决现有技术中补水装置因人为因素造成的精度低、误差大及费时费力等情形，通过供水桶、补水桶、平衡杯及雨量计的配合，能够及时为补水桶提供充足的水源，保证监测试验的连续进行，避免人为因素过多参与，测量准确、精度高，操作方便；且成本低，大大提高蒸发监测的效率。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
图中标号，标号1代表供水桶，标号2代表补水桶，标号3代表上限位开关，标号4代表球浮，标号5代表供水管路，标号6代表下限位开关，标号7代表供水电磁阀，标号8代表雨量计，标号9代表排水阀门，标号10代表蒸渗柱，标号11代表平衡杯，标号12代表补水电磁阀，标号13代表自动手动切换旋钮，标号14代表供水电磁阀开关按键，标号15代表排气电磁阀开关按键，标号16代表补水电磁阀开关按键，标号17代表排气电磁阀，标号18代表雨量计连接接口，标号19代表电磁阀控制接口，标号20代表传感器连接接口，标号21代表通讯接口，标号22代表控制器，标号23代表显示面板。
下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例，参见图1所示，一种地下水垂向补给量与蒸发量测量装置，包含供水桶、补水桶，供水箱出水口通过供水管路与补水桶进水口连接，供水管路上设置有供水电磁阀，还包含有平衡杯、蒸渗柱，所述的补水桶出水口通过补水管路与平衡杯连接，平衡杯出水口通过连接管路与蒸渗柱连接，所述的补水管路上设置有补水电磁阀，所述的连接管路上设置有排水阀门；所述的平衡杯上还设置有溢流口，所述的雨量计设置于溢流口正下端；所述的补水桶内设置有上限位开关、下限位开关及球浮，所述的上限位开关设置于补水桶上端部、下限位开关设置于补水桶下端部，球浮位于上限位开关和下限位开关之间。利用限位开关限制最高水位和最低水位，采用电磁阀实现自动补水过程，当蒸发量较大或人员巡查不到位时，避免了试验数据的缺失；通过供水桶、补水桶、平衡杯及雨量计的配合，能够及时为补水桶提供充足的水源，保证监测试验的连续进行，避免人为因素过多参与，测量准确、精度高，操作方便。
实施本实用新型所述的一种地下水垂向补给量与蒸发量测量装置，当补水桶中的水位达到设定的最低水位时，通过下限位开关触发供水电磁阀开始向补水桶供水，达到设定的最高水位时，上限位开关触发停止供水。补水桶通过平衡杯向蒸渗柱补水；当大气降水入渗至蒸渗柱，高于蒸渗柱设定水位时入渗补给地下水，通过平衡杯，储存至自记式雨量计，记录入渗量。
上述的，所述的补水桶包含桶体及上盖，所述的桶体及上盖形成密封腔体，所述的上盖上还设置有排气管路，排气管路上设置有排气电磁阀。
优选的，还包含有控制器；所述的控制器分别与雨量计、上限位开关、下限位开关、供水电磁阀、补水电磁阀及排气电磁阀相信号连接。
上述的，所述的球浮包含与控制器电连接的磁栅传感器。采用磁栅传感器作为测量传感器，测量精度可以达到0.01 mm，降低了人工读数的误差，提高了测量精度，同时将传感器信号传输至控制器，经过简单运算可以在显示器上直接读出瞬时潜水蒸发量和累计潜水蒸发量。
上述的，所述的控制器包含有主机及分别与主机电连接的控制面板和显示面板，所述的控制面板上设置有手自动切换旋钮、 供水电磁阀开关按键、排气电磁阀开关按键及补水电磁阀开关按键；所述的显示面板为与主机电连接的LED数码管。控制器实现数据实时显示、数据存储和控制模式切换；测量的数据可实时显示与存储，方便使用者分析数据。补水桶中安装有最高和最低水位的限位开关，在最低水位时由供水桶向补水桶供水，达到最高水位时停止供水，同时开始测量蒸渗柱的入渗量和蒸发量。入渗量的测量利用雨量计来实现，测量的数据传输至控制器的存储器和显示器上；潜水蒸发量的测量主要利用补水桶中安装在球形浮漂中的磁栅传感器来实现，测量的数据传输至控制器的存储器和显示器上。实现自动和手动模式选择，测量的数据实时显示与存储，为使用者实时分析数据提供了极大的便利，降低了人员的投入和相关费用，自动化程度高。
上述的，所述的雨量计为自记式雨量计。自记式雨量计用于测量大气降水通过蒸渗柱的入渗补给地下水的量。
下面针对该装置手动模式的运行及操作过程进行详述：
该装置的安装过程为：在合适的位置固定供水桶1和数据采集与控制器22，再根据蒸渗柱10设定的水位固定供水桶2，设定的水位与平衡杯11中的溢流口平齐；固定好之后，连接供水管路5；将平衡杯11通过排水阀门9用连接管路与蒸渗柱10连接；将自记式雨量计8置于平衡杯11 的溢流口下端，以计量入渗补给量，同时连接小型自记式雨量计8的电缆至控制器22的自计式雨量计接口18；连接供水电磁阀7、排气电磁阀17和补水电磁阀12的控制线至控制器22的电磁阀控制接口19，连接磁栅传感器4的信号线至控制器22的磁栅传感器接口20；连接完成后，利用上限位开关3和下限位开关6设定最高水位和最低水位。根据需要通过控制器22的自动/手动选择开关选择控制模式。
该装置的手动模式工作过程为：当补水桶2的水位接近设定的最低水位时，手动按下供水电磁阀开关14、排气电磁阀开关15和补水电磁阀开关16，使供水电磁阀7和排气电磁阀17打开，补水电磁阀12关闭，水由供水桶1通过供水管5向补水桶2供水；当接近设定的最高水位时，按下供水电磁阀开关14、排气电磁阀开关15和补水电磁阀开关16，使供水电磁阀7和排气电磁阀17关闭，补水电磁阀12打开，完成补水过程；补水结束后，通过平衡杯11向蒸渗柱10补水，以补充蒸发损失的水量，该水量会引起补水桶2中的球形浮漂（含磁栅传感器）向下移动，同时磁栅传感器4给数据采集与控制器22传送脉冲信号，通过数据采集与控制器22中的单片机进行简单运算，将脉冲信号转换为位移量，存储的同时在显示器23上显示测得的蒸发量；当大气降水入渗补给地下水，入渗的水量通过蒸渗柱10至平衡杯11，通过溢流口进入自计式雨量计8以记录地下水入渗补给量，同时将数据传输至控制器22，存储的同时在显示器23上显示测得的入渗补给量。
本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。