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蒸滲儀系統(tǒng)已成為研究地下水層—土壤—植物—大氣連續(xù)體(GSPAC)系統(tǒng)的界面水分轉(zhuǎn)化的重要工具。大致用于如下三個方面的研究:
(1)測定蒸騰蒸發(fā)量,,或蒸騰量和蒸發(fā)量,,研究農(nóng)作物的耗水規(guī)律;
(2)和其它儀器一起測定土壤水中各種化學(xué)成分的含量,,研究化肥,、農(nóng)藥或污染物等對土壤水和地下水的作用與影響;
(3)測定土壤水向下的滲漏量,,研究土壤水量平衡和地下水補給
在地下水淺埋區(qū),,為了研究水文過程,蒸滲儀的深度應(yīng)該容許農(nóng)作物的生長與吸水,、土壤水運動,、地下水與土壤水的水分轉(zhuǎn)化、地下水位變化等過程的進行,。目前國內(nèi)研制的蒸滲儀還沒有同時考慮這些水文過程,,考慮地下水作用的蒸滲儀均是在固定地下水位條件下工作的,這與隨時空而變的地下水位的實際情形是不符合的,。
德國UMS公司集合二十多年研制,、推廣蒸滲儀系統(tǒng)的經(jīng)驗,推出了水勢動態(tài)控制蒸滲儀系統(tǒng)LY-UMS,。該蒸滲儀系統(tǒng)能自動根據(jù)罐體外大田的水勢,,調(diào)節(jié)蒸滲儀底部的水勢,、使罐體內(nèi)外在同一深度的水勢相同,從而確保蒸滲儀罐體內(nèi)的水分運移和交換與罐體外一致,。此外,,UMS公司在稱重系統(tǒng)、罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計,、罐體的調(diào)節(jié)工具設(shè)計,、罐體內(nèi)溶液取樣杯的材質(zhì)、地下水位的模擬控制等方面已成為國外業(yè)界翹楚,,我們在此將其技術(shù)介紹給國內(nèi)同仁,,以期為國內(nèi)蒸滲儀系統(tǒng)的技術(shù)改進和更新添磚加瓦。該系統(tǒng)已于2007年被水利部列為“948”項目推薦設(shè)備,。
LY-UMS 高精度蒸滲儀系統(tǒng)與傳統(tǒng)蒸滲儀系統(tǒng)的比較:
罐體:
LY-UMS蒸滲儀系統(tǒng)土柱罐是4mm厚的不銹鋼,,其對熱交換的阻礙比6mm厚的鋼板小。國外一般采用圓柱形罐體,,而不是目前國內(nèi)的方形或長方形罐體,。
方形的罐體壁在拐角焊接處承受的來自土柱的壓力**,圓柱型罐體沒有焊接的拐角,,作物的根,水和土壤不會受到罐壁的影響,。取原狀土的時候,,在焊接拐角的土壤更緊實,因為,,拐角有摩擦力,,會使土體向拐角傾移。圓柱狀罐體,,因各個方向的受力均勻,,管壁可以更薄些,對罐體內(nèi)外的熱交換的阻力更小,。
稱重系統(tǒng):UMS公司開發(fā)了X-Y-Z型安裝構(gòu)架,,用于安裝罐體,可在安裝過程中調(diào)節(jié)蒸滲儀,,還可在X-Y-Z三方向維護蒸滲儀,,可避免風(fēng)對測量系統(tǒng)的影響,這是UMS公司的**技術(shù)(**號DPMA
–Registered design No. 202004003181.7,,),。
UMS還開發(fā)了一套裝置,可轉(zhuǎn)動蒸滲儀而不會使土柱罐變形,;取原狀土的工具是德國UMS公司自己研制的,,其挖掘蒸滲儀原狀土柱技術(shù)獲得了**,,可有效防止水流沿壁運移,也可防止罐壁附近的土壤緊實,。
以上技術(shù)能確保測量精度達到0.01mm,,
可研究雨,霧,,霜,,解凍及非常微小的蒸散量變化。
底部水勢控制系統(tǒng):蒸滲儀柱體底部的水勢參數(shù)是衡量蒸滲儀土柱與野外實際情況是否一致的必要指標,,也是影響蒸滲儀土柱內(nèi)植物生長環(huán)境的關(guān)鍵指標,。
國內(nèi)蒸滲透儀系統(tǒng)底部的處理一般采用碎石和細砂作為濾層,使用過程中無法得到底部水勢參數(shù),,此外,,長年的運行,也會導(dǎo)致底部的微生物環(huán)境與罐體外大相徑庭,。
LY-UMS高精度蒸滲儀系統(tǒng)埋在底部的6個SiC杯可實現(xiàn)底部的注水或排水,。6個SiC杯采用10mm 孔徑SiC材質(zhì),
使杯的表面積達到3600cm2,,且質(zhì)地堅硬,,能承載數(shù)十噸重的土體重量。除用于測定田間水勢的變化外,,還可測量排水量,,定量控制蒸滲儀柱體底部的水勢。
該項技術(shù)得到了歐盟各野外臺站的認可,,并在歐盟研究臺站的蒸滲系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,。
自動排水和補水系統(tǒng):傳統(tǒng)的蒸滲儀系統(tǒng)按固定的地下水位補水,當(dāng)?shù)叵滤裆畋容^深,,土柱體高度無法達到地下水位時,,無法調(diào)節(jié)柱體底部水勢。LY-UMS系統(tǒng)帶有稱重系統(tǒng)的60L排補水系統(tǒng)(包括30L空置部分)能提供或接收6個SiC杯的排水,,也能從水桶中抽水,,實現(xiàn)補水,且排水量和注水量自動被數(shù)據(jù)采集器存儲和記錄,。
自動溶液取樣系統(tǒng):土壤溶液的取樣是系統(tǒng)自動完成的,。自動采樣泵的數(shù)據(jù)也可記錄在數(shù)據(jù)采集器中。
傳統(tǒng)的蒸滲儀系統(tǒng)一般采用人工采樣,,耗時耗力,,且無法實現(xiàn)定時采樣。
VS-pro 自動采樣泵:內(nèi)置數(shù)采,1或2 個真空輸出,,可連續(xù)輸出或張力控制輸出,。可連接T8,,T4
和T5張力計控制負壓,。高精度真空泵。帶鍵盤和彩色,、背景光顯示屏幕,,可方便設(shè)置和查看??砷L期,、連續(xù)運行。用于精確的孔隙水和滲漏水取樣及蒸滲系統(tǒng),??沙潆婋姵亍?/p>
VS-pro技術(shù)指標:
1,、負壓范圍:0-850hPa
2,、負壓精度: ±0.5 hPa
3、輸出:2個 0…2000mV
4,、內(nèi)存:4500 讀數(shù)
5,、供電:10.5…15VDC
6、工作電流:50…800mA
7,、工作溫度:-10°C - 45°C
多柱體蒸滲儀系統(tǒng):傳統(tǒng)的多柱體蒸滲儀系統(tǒng)因柱體在一個地下室內(nèi),,遠離大田,為了確保柱體的土溫與大田一致,,一般地下室系統(tǒng)需要加裝空調(diào)系統(tǒng),,能耗高,。目前,,新型的多柱體蒸滲儀系統(tǒng)直接將柱體安裝在大田內(nèi),確保罐體的周圍環(huán)境與大田一致,,采用維護井放置采集數(shù)據(jù)系統(tǒng),,注排設(shè)備等。
暫無數(shù)據(jù),!