專利名稱：降水徑流測量裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于農(nóng)田水利領(lǐng)域，是用于測量降雨、下雪所產(chǎn)生的地面徑流水量和滲流水量的一種裝置及其方法。
背景技術(shù)：
目前，測量徑流水量和滲流水量，仍是傳統(tǒng)的方法采用“徑流場”測量，其占地面積大、造價高，且測量誤差難以控制。中國專利申請?zhí)?00510200178.1，公開號CN1673712，披露了“移動式模擬降雨裝置”。它是一種模擬的降雨裝置，優(yōu)點是便于移動進行不同坡度的野外試驗，不足之處在于計量精確欠高，缺乏數(shù)據(jù)自動觀測和遠距離遙測的手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述存在的問題，目的是向本領(lǐng)域提供一種降水徑流測量裝置及其方法，使其能解決傳統(tǒng)的采用“徑流場”測量，占地面積大、造價高，誤差難以控制，且不能進行數(shù)據(jù)自動觀測和遠距離遙測的問題。本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。
一種降水徑流測量裝置，該裝置包括測筒、徑流井、滲流井，是置于防護圍欄的植草磚中，其大部分是埋在土壤里，測筒內(nèi)原狀土，種草皮或試驗矮桿作物，測筒敞開，測筒上口，向外呈45°角，將落在口上的雨滴“劈開”，使計量精確；徑流井、滲流井蓋有井蓋；技術(shù)要點在于徑流井與滲流井之間設(shè)置敞開的測筒，承接降雨或下雪，徑流井的徑流聯(lián)通管和滲流聯(lián)通管與測筒相連通，其連接處由密封膠密封，兼有聯(lián)接和防滲雙重功能。徑流聯(lián)通管的進口設(shè)有過濾網(wǎng)，用銅質(zhì)網(wǎng)布以防泥土帶入。徑流聯(lián)通管的出水口設(shè)置水量計數(shù)器，置于徑流水桶的上部，徑流水桶置于井底，桶中設(shè)置微型水泵，水量計數(shù)器與無線電發(fā)射機聯(lián)接，水量計數(shù)器，記錄徑流和滲流水量。微型水泵與出水暗管聯(lián)接，將徑流水桶中的水由微型水泵經(jīng)出水暗管排出。測筒的另一根滲流聯(lián)通管置于滲流水桶的上部，其出水口也設(shè)置水量計數(shù)器，桶中也設(shè)置了微型水泵，微型水泵與出水暗管聯(lián)接，將徑流水桶中的水由微型水泵經(jīng)出水暗管排出。
一種降水徑流測量方法，該方法采用地表徑流測量、同時用于地下滲流量測量，作物需水量測量、水質(zhì)檢測；把大氣降水量Q降分為徑流水Q徑、土壤持水Q土和滲流水Q滲三部分，即Q降＝Q徑+Q土+Q滲；土壤持水量計算公式Q土＝Q降-Q徑-Q滲。作物需水量測量是根據(jù)灌溉水量Q灌和土壤含水量變化值ΔQ土這兩個參數(shù)，即計算作物在某個時段內(nèi)的耗水量Q作，Q作＝Q降+Q灌-Q徑-Q滲+ΔQ土。
本發(fā)明解決了采用“徑流場”測量，其占地面積大，需建地下廊道，造價高，誤差難以控制，且不能進行數(shù)據(jù)自動觀測和遠距離遙測的問題。優(yōu)點是占地面積小，造價低，無滲漏，測量精度較高，除了作徑流計算以外，還用作節(jié)水灌溉、作物需水量研究，以及對徑流、地下水質(zhì)的檢測。一只測桶和兩只“井”就替代了數(shù)百平方米的“徑流場”。配置自動水量計數(shù)器和太陽能發(fā)射機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動測量、儲存和無線傳輸——遠距離遙測。


圖1本發(fā)明的示意圖。
圖2是本發(fā)明平面布置示意圖。
以上附圖的序號及名稱1、井底，2、密封膠，3、徑流井，4、徑流水桶，5、微型水泵，6、水量計數(shù)器，7、井蓋，8、徑流聯(lián)通管，9、過濾網(wǎng)，10、土壤，11、測筒上口，12、測筒，13、滲流聯(lián)通管，14、滲流井，15、滲流水桶，16、底板，17、測筒下口，18、底板斜口，19、防護圍欄，20、植草磚，21、無線電發(fā)射機，22、出水暗管，23、自動雨量器。
具體實施例方式
實施方式以工作原理說明為例。
(1)地表徑流測量降雨、降雪從測筒12的測筒上口11接入，降水量Q降由自動雨量器23測出。測筒內(nèi)產(chǎn)生的地表徑流Q徑從徑流聯(lián)通管8送入水量計數(shù)器6，計量后進入徑流水桶4，累積后由微型水泵5排出徑流井3外。
(2)地下滲流量測量測量滲入地下的滲流水量Q滲經(jīng)徑流聯(lián)通管13送到水量計數(shù)器，計量后進入滲流水桶15，由另一只微型水泵5排出滲流水桶外。滲流水桶15，承接滲流水量，容積比徑流水桶小，以便兩種水識別。底板16安裝時測筒插入原狀土中到位后，把外面土掘開，底板水平插入，用防水膠密封2。無線電發(fā)射機21，為太陽能無線信號發(fā)射機。
(3)土壤特水量計算大氣降水Q降到達地面以后分為徑流水Q徑、土壤持水Q土和滲流水Q滲三部分。由于降水時和此后產(chǎn)生徑流的短時間內(nèi)蒸發(fā)量很小，故忽略不計，即Q降＝Q徑+Q土+Q滲。土壤持水量通過計算得出Q土＝Q降-Q徑-Q滲；至此得出降水量一分為三的客觀分配規(guī)律，為計算地表徑流量、土壤水庫蓄水量、地下水補給量提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為水資源合理配置、高效利用提供科學(xué)依據(jù)。
以上降水量、徑流量、滲流量、均可自動測得，在現(xiàn)場記錄、顯示，并通無線電發(fā)射機21傳送到控制中心儲存、記錄、整理，實現(xiàn)智能化處理，這是水利信息自動化的新內(nèi)容。
(4)作物需水量測量在測筒12內(nèi)種上試驗作物，觀測時加上灌溉水量Q灌和土壤含水量變化值ΔQ土這兩個參數(shù)，就將計算作物在某個時段內(nèi)的耗水量Q作。
Q作＝Q降+Q灌-Q徑-Q滲+ΔQ土。
(5)水質(zhì)檢測綜上較方便得到地表徑流水和地下滲流水，對此水質(zhì)進行檢測，得出不用灌溉方法、不同施肥方法與肥料流失的定量關(guān)系，得出相應(yīng)的規(guī)律，從而為水肥偶合，精確灌溉，精準(zhǔn)施肥，在促進作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)同時減少面污染源、保護水環(huán)境提供理論依據(jù)。
(6)人工觀測如不用自動雨量器、自動水量計數(shù)器、微型水泵，取而代之用體積法、稱重法，變自動為人工測量，同樣能得出三個水量數(shù)據(jù)，卻不影響觀測精度，僅增加測量工作量，從而使建設(shè)成本降低50％以上，為多點觀測提供了可能。
權(quán)利要求
1.一種降水徑流測量裝置，該裝置包括測筒、徑流井、滲流井，是置于防護圍欄的植草磚中，其大部分是埋在土壤里；徑流井、滲流井蓋有井蓋；其特征在于徑流井(3)與滲流井(14)之間設(shè)置敞開的測筒(12)，徑流井的徑流聯(lián)通管(8)和滲流聯(lián)通管(13)與測筒(12)相連通，其連接處由密封膠(2)密封，；徑流聯(lián)通管(8)的進口設(shè)有過濾網(wǎng)(9)；徑流聯(lián)通管的出水口設(shè)置水量計數(shù)器(6)，置于徑流水桶(4)的上部，徑流水桶置于井底(1)，桶中設(shè)置微型水泵(5)，水量計數(shù)器與無線電發(fā)射機(21)聯(lián)接；微型水泵與出水暗管(22)聯(lián)接；測筒(12)的另一根滲流聯(lián)通管置于滲流水桶(15)的上部，其出水口也設(shè)置水量計數(shù)器(6)，桶中也設(shè)置微型水泵(5)，水量計數(shù)器與雨量器(23)聯(lián)接；微型水泵與出水暗管(22)聯(lián)接。
2.一種降水徑流測量方法，該方法用于地表徑流測量、同時用于地下滲流量測量，作物需水量測量、水質(zhì)檢測；把大氣降水量Q降分為徑流水Q徑、土壤持水Q土和滲流水Q滲三部分，即Q降＝Q徑+Q土+Q滲；土壤持水量計算公式Q土＝Q降-Q徑-Q滲；作物需水量測量是根據(jù)灌溉水量Q灌和土壤含水量變化值ΔQ土這兩個參數(shù)，即計算作物在某個時段內(nèi)的耗水量Q作，Q作＝Q降+Q灌-Q徑-Q滲+ΔQ土。
全文摘要
涉及農(nóng)田水利領(lǐng)域的降水徑流測量裝置及其方法。該裝置的要點是測桶與徑流井、滲流井之間分別由徑流、滲流聯(lián)通管連接，聯(lián)通管的出水口設(shè)置水量計數(shù)器，徑流水桶置于井底，桶中設(shè)置微型水泵，水量計數(shù)器與無線電發(fā)射機聯(lián)接。方法是用于滲流量測量、作物需水量測量、水質(zhì)檢測；地表徑流觀測分為徑流水Q
文檔編號G08C17/00GK101021433SQ20071006739
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月17日
發(fā)明者奕永慶 申請人:奕永慶