Дистанционный испаритель Советский патент 1993 года по МПК G05D9/00 A01G25/16 

залегании грунтовых вод за счет подпитывания грунтовых вод в почвенно-грунтовом монолите 1 при снижении их уровня вследствие испарения. Дистанционный испаритель содержит гнездо 26 с размещенным в нем почвенным цилиндром 2, весоизмерительное устройство 13 с чувствительным элементом, поддон 3 со сливной трубкой, два мерных сосуда 4, 5 грунтового и поверхностного стоков, самоцентрирующиеся опоры 12 и блок измерения, и снабжен водорегулирующим устройством и выносным подпитывающим сосудом 29. Водорегулирующее устройство выполнено в виде камеры 14, размещенной в полости почвенно-грун- тового монолита 1, внутри которой размещены патрубок 18. игольчатый клапан 20, управляемый упругим элементом 21, укрепленным на поплавке 22, находящемся наплаву в полости камеры 14, и переливная трубка 19. Переливная трубка 19 сообщена с мерным сосудом 4 грунтового стока, а патрубок 18 посредством упругого шланга 27 - с подпитывающим сосудом 29, который снабжен дистанционным поплавковым уровнемером, связанным с соответствующим входом блока измерения. Наблюдения по испарителю заключаются в снятии отсчетов с весоизмерительного устройства и датчиков уровня воды в мерных сосудах 4, 5 в заданные программой сроки с использованием блока измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: экспериментальная гидрофизике и может быть применено при проведении режимных наблюдений за суммарным испарением и элементами влагооб- мена в зоне аэрации почвы при близком залегании грунтовых вод. Сущность изобретения: изобретение позволяет повысить точность определения элементов водного баланса почвы в зоне аэрации при близком 89 725 rfrf / -./ ч w % (Л С оо го ю ю ч ю

Изобретение относится к экспериментальной гидрофизике и может быть использовано при проведении режимных наблюдений за суммарным испарением и элементами влагообмена в зоне аэрации при близком залегании грунтовых вод.

Целью изобретения является повышение надежности режимных наблюдений за суммарным испарением и элементами влагообмена в зоне аэрации при близком зале гании грунтовых вод за счет подпитывания грунтовых вод в монолите при снижении их уровня вследствие испарения.

На фиг.1 представлена общая схема компоновки дистанционного испарителя; на фиг.2 - узел I на фиг. 1.

Она содержит: почвенно-грунтовый монолит - 1, цилиндр монолита - 2, поддон - 3, мерный сосуд грунтового стока (инфильт- рации) - 4, мерный сосуд поверхностного стока - 5, трубку для подвода грунтовых вод - 6, трубку для подвода поверхностных вод - 7, трубку для откачки грунтовых вод из мерного сосуда - 8, трубку для откачки поверхност- ных вод из мерного сосуда - 9, болт - 10, подставку -11, самоцентрирующуюся опору- 12, весоизмерительное устройство - 13, камеру водорегулирующего устройства- 14, плату - 15, шпильку - 16. герметичную про- кладку- 17, патрубок- 18, переливную трубку - 19, игольчатый клапан - 20, упругий элемент (регулируемый) -21, поплавок - 22, вентиль - 23, ключ - 24, козырек - 25. гнездо испарителя - 26, упругий шланг - 27, личин- ку - 28, мерный сосуд для учета расхода воды на подпитывание - 29, многооборотный потенциометр - 30. шкив -31. тросик - 32, поплавок - 33, противовес - 34, тросик - 35, натяжное устройство - 36.

Дистанционный испаритель включает почвенно-грунтовой монолит 1, помещенный в цилиндр 2. К основанию цилиндра 2 крепится поддон 3, на который подвешиваются мерные сосуды 4,5 для учета, соответственно, грунтового и поверхностного стока, снабженные дистанционными уровнемерами (на чертеже не показаны) и трубками 6, 7 для подвода, соответственно, грунтовых и поверхностных вод и трубками 8. 9 для откачки собравшейся в мерных сосудах 4. 5 воды,

К днищу поддона 3 на болтах 10 регулируемой длины подвешена подставка 11, на которую в рабочем положении испарителя опирается поддон 3 испарителя посредством трех самоцентрирующихся опор 12. Одна из них связана с тензометрическим датчиком весоизмерительного устройства 13. которое служит для периодического взвешивания монолита 1 испарителя в сборе.

Водорегулирующее устройство включает камеру 14, выполненную из фильтрующего материала (кроме сводов), которая помещается в освобождаемой для нее полости в толщине монолита 1 и своей платой 15 крепится в проеме цилиндра 2 с помощью шпилек 16 через герметичную прокладку 17. Со стенкой камеры 14 жестко связана косо- срезанная переливная трубка 19 для перелива лишней воды из монолита 1 испарителя по трубке 6 в мерный сосуд 4 грунтовых вод. Полость патрубка 18 через игольчатый клапан 20, управляемый упругим элементом 21 поплавка 22 шарнирно прикрепленного на внутреннем конце патрубка 18, связана с полостью камеры 14 и находящимся в ней зеркалом грунтовых вод испарителя. Выступающий на пределы пла ты 15 конец патрубка 18 снабжен вентилем

23, который управляется поворотом на 90° ключа 24. Головка ключа 24 закреплена на удлиненном штоке и выведена на поверхность почвы через козырек 25 испарителя. Внешний конец патрубка 18 соединен посредством свободно провисающей в полости гнезда 26 легкой упругой трубки 27 с V-образной личинкой 28 посередине с выходом мерного сосуда 29, который снабжен дистанционным уровнемером в виде многооборотного потенциометра 30, совмещен: ного с осью вращения шкива 31, через который переброшен тросик 32, соединяющий поплавок 33 с противовесом 34. Потенциометр 30 включен в электрическую цепь блока измерения (на чертеже не показан).

Личинка 28 тросиком 325 с помощью натяжного устройства 36 в виде вертлюга подвешена к корпусу гнезда 26. Сила натяжения тросика и необходимое провисание упругого шланга 27 контролируется с помощью переносного динамометра (на чертеже не показан).

Дистанционный испаритель работает следующим образом. После зарядки по- чвенно-грунтового монолита 1 в цилиндр 2 проводится установка в собранном виде всего устройства в гнездо с подсоединением водорегулирующего устройства посредством шланга 27 к мерному сосуду 29 для учета расхода воды на подпитывание грунтовых вод. После этого заправляют мерный сосуд 29 водой и, открыв вентиль 23 на патрубке 18, начинают подпитывать почечно- грунтовый монолит 1 испарителя до тех пор, пока в нем не установится заданный постоянный уровень грунтовых вод. Подтверждением этого будет стабилизация уровня воды в мерном сосуде 29.

Затем с помощью натяжного устройства 36 выбирают слабину шланга 27 до тех пор, пока динамометр не покажет необходимое контрольное заданное значение, свидетельствующее об исключении влияния веса шланга 27 на показания весоизмерительного устройства 13.

Наблюдения по модернизированному испарителю заключается в снятии показаний с весоизмерительного устройства 13 и поплавковых датчиков уровня воды в мерных сосудах 4, 5, 29 соответственно, грунтового стока, поверхностного стока, для учета расхода воды на подпитывание с использованием цифрового вольтметра в заданные программой сроки наблюдения.

Обработка полученной информации проводится с использованием уравнения водного баланса почвенно-грунтового монолита 1:

E X-Yn-l+Z-AU.

где Е - суммарное испарение между моментами наблюдений, мм;

X - атмосферные осадки за тот же период по осадкомеру, мм;

Yn - поступление воды с поверхности почвенно-грунтового монолита I (поверхностный сток) в мерный сосуд 5, мм; I - поступление воды из почвенно-грунтового монолита I (просачивание) в мерный сосуд 4, мм; 2 - поступление воды (расход грунтовых вод на испарителе) в почвенно-грунто- вый монолит I из мерного сосуда 29, мм;

Ди - приращение запасов почвенно-грунто- вых вод в монолите I, соответствующее изменению веса монолита I, мм.

Значения членов уравнения выражены в мм слоя воды путем приведения к единице

площади испаряющей поверхности почвенно-грунтового монолита I с учетом соответствующих коэффициентов размерности и соотношений между площадью монолита I и площадями сечения мерных сосудов 4,5,29.

Так. значения Yn, I, Z и AU находятся

по следующим формулам:

Yn (Нх2 - НУ1)

30

l-(Hi2 -Ни)

- Н21-На)Ј

AiJ (Pi - Р2)К

где Hyi, Ну2 - начальный и конечный уровень в водосборном сосуде поверхностных вод, мм;

Ни, Н|2 - начальныйи конечный уровень в водосборном сосуде просочившейся влаги, мм;

HZI, - начальный и конечный уровень в подпитывающем сосуде, мм;

PI и Р 2 начальный и конечный отсчеты по тензометрическому датчику, мВ;

К - градуировочный коэффициент дат- чика;

- соотношение площадей сечения

мерных сосудов и монолита испарителя.

Уровни воды в мерных сосудах отсчиты- ваются от плоскости их дна.

Сьем информации проводится дистанционно, что предохраняет растительное сообщество почвенно-грунтового монолита I испарителя и окружающего его пространства от вытаптывания в процессе эксплуатации.

Исключение составляют случаи (1-2 раза в сезон), когда вследствие заполнения мерных сосудов 4, 5 до верхней рабочей отметки или опорожнения мерного сосуда 29 приходится производить откачку или долив в них воды.

Изобретение позволяет путем незначительной переделки модернизировать универсальный испаритель и обеспечить возможность для его применения на территориях с близким залеганием грунтовых вод, то есть в условиях где обычные испарители не могут обеспечить получение надежных данных по суммарному испарению и элементам влагообмена в зоне аэрации.

Формула изобретения

включающим камеру, выполненную из водопроницаемого материала и размещенную в полости, выполненной в толще почвенно- грунтового монолита, при этом полость камеры через жестко соединенную со стенкой

этой камеры переливную трубку сообщена с мерным сосудом грунтового стока, а выше верхнего среза переливной трубки в стенке камеры установлен патрубок, конец которого, расположенный в полости камеры, посредством поплавка с упругим элементом связан с регулирующим элементом игольчатого клапана, установленного на патрубке, а другой конец последнего, размещенный вне камеры, посредством упругого шланга

связан с выносным подпитывающим сосудом, который снабжен дистанционным поплавковым уровнемером, выходом подключенным к четвертому входу блока измерения.

корпусе гнезда испарителя.

П W2118

/ /