土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种土壤物理性质测定领域，尤其涉及一种土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法。

背景技术：

土壤孔隙是反映土壤物理性质、尤其是土壤蓄水能力和导水性能的关键指标。土壤中的孔隙有毛管孔隙和非毛管孔隙之分。非毛管孔隙都是粗大孔隙，只能透水而不能保水。毛管孔隙中有些孔隙既能保水也能透水，而有些毛管孔隙却只能保水，无法透水。透水性孔隙是非毛管孔隙和部分毛管孔隙之和。因此只测定毛管孔隙和非毛管孔隙虽然能得到总孔隙，但无法确定透水性孔隙。

目前常用的测定孔隙的方法是环刀法，环刀法只能测定总孔隙，但在水源涵养、透水性能、森林改良土壤效益等科学研究和生产实践中更需要把握透水性孔隙。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够自动测定与评价土壤透水性孔隙的土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法，包括供水器、带有进水口和溢流口的承土器、网眼板、调平器、收水器、自动称重器、控制器；

所述供水器为圆柱形容器，所述供水器的出水管与所述承土器的进水口连接，所述供水器放置在自动称重器上；

所述承土器为方形筒体，所述承土器底部放置在所述网眼板上，在所述承土器顶部的一侧有进水口和溢流口，靠近所述承土器上口部位的内壁设有标志线；

所述网眼板固定在所述调平器上，通过调整调平器的螺母使整个网眼板处于水平状态，所述承土器中待测土壤表面有2mm厚的均匀水层；

所述收水器放置在自动称重器上，所述自动称重器通过信号线与所述控制器连接。

本发明的述的土壤透水性孔隙测定装置的使用方法，包括步骤：

(1)取原状土样：将承土器放置在需要测定的样地上，轻轻按压承土器，使土壤进入承土器，然后用铲子将承土器四周挖开，用剪刀剪开阻止承土器进入土壤的植物根系后，再继续轻轻按压承土器，直至土壤表面到达承土器内的标志线为止，然后用土铲将承土器挖出，用锋利刀片切除承土器底部多余土壤，使装入承土器内部的土壤与承土器底部平齐，取样过程中不能对承土器内的土壤造成扰动；

(2)供水器注水：关闭供水器阀门，打开供水器的塞子，将供水器中注满水；

(3)调平网眼板：调整调平器的螺母，使网眼板处于水平状态；

(4)称重承土器：在感量为0.01g的电子天平上铺设一张直径为10cm的滤纸，将装有原状土的承土器放在滤纸上称重，得出实验前承土器与滤纸的重量之和；

(5)实验测定：将称重后装有原状土的承土器与滤纸一起放置在网眼板上，打开供水器阀门，开始计时，在控制器调控下自动称重器按每分钟测定一次的测定频率，分别测定供水器和收水器的重量，称重的数据保存在控制器中，并将计算出的总供水量、总溢流量、溢流速度(每分钟的溢流量)在控制器的显示屏上显示出来。当连续三次的溢流速度相等时，实验结束，控制器自动计算供水器的供水量总w1，收水器接纳的总水量w2；

(6)再次称重承土器：实验结束后立刻将装有原状土的承土器与滤纸一起放在感量为0.01g的电子天平上再次称重，得出实验后承土器与滤纸的重量之和；

(7)计算实验前后承土器与滤纸的重量变化量⊿w；

(8)计算透水性孔隙度：透水性孔隙＝(w1-w2-⊿w)/w1×100％。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法，可用于大量监测野外不同植被覆盖条件下土壤中的透水性孔隙，能够用于植被改良土壤的监测与评价；本发明还可以测定不同土壤的透水性孔隙，用于土壤资源的监测与评价；本发明也可以在室内测定原状土、填充土的透水性孔隙，能够用于研究和评价土壤的透水性能；本仪器使用简单，安装携带方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的土壤透水性孔隙测定装置的组装示意图。

图2为本发明实施例的承土器示意图。

图3为本发明实施例的供水器示意图。

图4为本发明实施例的调平器示意图。

图5为本发明实施例的网眼板示意图。

图6为本发明实施例的收水器示意图。

图7为本发明实施例的自动称重器和控制器示意图。

图中：

1—承土器、2—承土器的进水口、3—承土器的溢流口、4—承土器的标志线、5—供水器、6—供水器的排气管、7—供水器的塞子、8—供水器的阀门、9—调平器、10—调平器的螺母、11—网眼板、12—收水器、13—自动称重器、14——控制器。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的土壤透水性孔隙测定装置及其使用方法，其较佳的具体实施方式是：

土壤透水性孔隙测定装置包括供水器、带有进水口和溢流口的承土器、网眼板、调平器、收水器、自动称重器、控制器；

所述供水器为圆柱形容器，所述供水器的出水管与所述承土器的进水口连接，所述供水器放置在自动称重器上；

所述承土器为方形筒体，所述承土器底部放置在所述网眼板上，在所述承土器顶部的一侧有进水口和溢流口，靠近所述承土器上口部位的内壁设有标志线；

所述网眼板固定在所述调平器上，通过调整调平器的螺母使整个网眼板处于水平状态，所述承土器中待测土壤表面有2mm厚的均匀水层；

所述收水器放置在自动称重器上，所述自动称重器通过信号线与所述控制器连接。

所述供水器直径为10cm、高30cm，在控制器调控下按每分钟测定一次的测定频率对供水器的重量进行称重，确定供水总量，计算供水速度；

所述承土器规格为长50mm×宽50mm×高60mm，所述进水口和溢流口的直径为6mm，溢流口的安装位置比进水口高出2mm，用于保证承土器中待测土壤上的水头恒定为2mm；

所述收水器在控制器调控下按每分钟测定一次的测定频率对收水器的重量进行称重，确定收水器接纳的总水量，计算溢流速度。

上述的土壤透水性孔隙测定装置的使用方法，包括步骤：

(1)取原状土样：将承土器放置在需要测定的样地上，轻轻按压承土器，使土壤进入承土器，然后用铲子将承土器四周挖开，用剪刀剪开阻止承土器进入土壤的植物根系后，再继续轻轻按压承土器，直至土壤表面到达承土器内的标志线为止，然后用土铲将承土器挖出，用锋利刀片切除承土器底部多余土壤，使装入承土器内部的土壤与承土器底部平齐，取样过程中不能对承土器内的土壤造成扰动；

(2)供水器注水：关闭供水器阀门，打开供水器的塞子，将供水器中注满水；

(3)调平网眼板：调整调平器的螺母，使网眼板处于水平状态；

(4)称重承土器：在感量为0.01g的电子天平上铺设一张直径为10cm的滤纸，将装有原状土的承土器放在滤纸上称重，得出实验前承土器与滤纸的重量之和；

(5)实验测定：将称重后装有原状土的承土器与滤纸一起放置在网眼板上，打开供水器阀门，开始计时，在控制器调控下自动称重器按每分钟测定一次的测定频率，分别测定供水器和收水器的重量，称重的数据保存在控制器中，并将计算出的总供水量、总溢流量、溢流速度(每分钟的溢流量)在控制器的显示屏上显示出来。当连续三次的溢流速度相等时，实验结束，控制器自动计算供水器的供水量总w1，收水器接纳的总水量w2；

(6)再次称重承土器：实验结束后立刻将装有原状土的承土器与滤纸一起放在感量为0.01g的电子天平上再次称重，得出实验后承土器与滤纸的重量之和；

(7)计算实验前后承土器与滤纸的重量变化量⊿w；

(8)计算透水性孔隙度：透水性孔隙＝(w1-w2-⊿w)/w1×100％。

具体实施例：

如图1-7所示，一种自动测定土壤透水性孔隙的装置和方法，其特征在于：包括供水器、带有进水口和溢流口的承土器、网眼板、调平器、收水器、自动称重器、控制器。

所述供水器为直径10cm，高30cm的圆柱形容器，能够稳定地向承土器供水。供水器放置在自动称重器上，在控制器调控下按每分钟测定一次供水器重量的测定频率，确定供水总量，计算供水速度。

所述承土器为方形，规格为长50mm×宽50mm×高60mm，放置在网眼板上，在所述承土器的顶部一侧有进水口和溢流口。

所述进水口和溢流口的直径为6mm，溢流口的安装位置比进水口高出2mm，以保证承土器中待测土壤表面的水头恒定为2mm。

所述网眼板固定在调平器上，通过调整调平器的螺母使整个网眼板处于水平状态，从而保证承土器中待测土壤的表面有2mm厚的均匀水层。

所述收水器放置在自动称重器上，在控制器调控下按每分钟测定一次收水器重量的测定频率，确定收水器接纳的总水量，计算溢流速度(每分钟的溢流量)。

所述的土壤透水性孔隙测定仪的使用方法，其特征在于，由以下步骤组成：

(1)取原状土样：将承土器放置在需要测定的样地，轻轻按压承土器，使土壤进入承土器，然后用铲子将承土器四周挖开，用剪刀剪开阻止承土器进入土壤的植物根系后，再继续轻轻按压承土器，直至土壤表面到达承土器内的标志线为止(进入承土器的土壤厚度为50mm)。然后用土铲将承土器挖出，用锋利刀片切除承土器底部多余土壤，使装入承土器内部的土壤与承土器底部平齐。取样过程中不能对承土器内的土壤造成扰动。

(2)供水器注水：关闭供水器阀门，打开供水器的塞子，将供水器中注满水。

(3)调平网眼板：调整调平器上的螺母，使网眼板处于水平状态。

(4)称重承土器：在感量为0.01g的电子天平上铺设一张直径为10cm的滤纸，将装有原状土的承土器放在滤纸上称重，得出实验前承土器与滤纸的重量之和。

(5)实验测定：将称重后装有原状土的承土器与滤纸一起放置在网眼板上，打开供水器阀门，开始计时，自动称重器在控制器调控下按每分钟测定一次供水器和收水器重量的测定频率，分别对供水器和收水器进行称重，称重的数据保存在控制器中，并将计算出的总供水量、总溢流量、溢流速度(每分钟的溢流量)在控制器的显示屏上显示出来。当溢流速度连续三次相等时，实验结束。控制器自动计算供水器的供水量总w1，收水器接纳的总水量w2。

(6)再次称重承土器：实验结束后立刻将装有原状土的承土器与滤纸一起放在感量为0.01g的电子天平上再次称重，得出实验后承土器与滤纸的重量之和。

(7)计算实验前后承土器与滤纸的重量变化量⊿w。

(8)计算透水性孔隙度：透水性孔隙＝(w1-w2-⊿w)/w1×100％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。