Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru odcieków wód opadowych z profilu glebowego.The subject of the invention is a device for measuring rainwater leachate from the soil profile.
Opady atmosferyczne po dotarciu do powierzchni ziemi są w znacznej części transformowane w profil glebowy. W warunkach terenów urzeźbionych migrują one jako wody śródpokrywowe do rzek i potoków potęgując ich wezbrania. W celu skutecznego prognozowania czasu wystąpienia takich wezbrań należy rejestrować rozmiary czasowo- przestrzenne opisanego zjawiska.After reaching the ground surface, precipitation is largely transformed into a soil profile. Under the conditions of sculpted areas, they migrate as inter-cover waters to rivers and streams, increasing their floods. In order to effectively forecast the time of occurrence of such floods, the spatial and temporal dimensions of the described phenomenon should be recorded.
W tym celu służą między innymi stacje lizymetryczne, gdzie w warunkach eksperymentalnych 3 montuje się na powierzchni ziemi stalowe sześciany wypełnione ziemią o objętości 1 m3. Są one montowane na specjalnych stelażach z podpiwniczeniem. Od spodu do kanistrów przechwytywane są odcieki z profilu glebowego. Niestety odcieki zebrane w kanistrze pochodzą często z dość długiego okresu (np. tygodnia a nawet miesiąca). Nie znamy więc informacji o ich rozkładzie (natężeniu) w czasie. Nie możemy również pobrać wyselekcjonowanych próbek wody z różnych faz odcieku lizymetrycznego powiązanego przecież także z fazami i rozkładem opadów atmosferycznych.For this purpose, among others, lysimeter stations are used, where, under experimental conditions 3, steel cubes filled with earth with a volume of 1 m 3 are mounted on the ground. They are mounted on special racks with a basement. The leachate from the soil profile is intercepted from the bottom of the canisters. Unfortunately, the leachate collected in the canister often comes from quite a long period (e.g. a week or even a month). So we do not know the information about their distribution (intensity) over time. We are also unable to collect selected water samples from various phases of the lysimeter effluent, also related to the phases and distribution of precipitation.
Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych wad poprzez zamontowanie bezpośrednio pod odpływem ze zbiornika pluwiografu oraz w kolejnej części układu zbiornika buforowego odcieku z talerzem obrotowym, na którym rozmieszczone będą naczynia pomiarowe. W zbiorniku bufor owym umieszczony jest czujnik wilgotności, który steruje elektrozaworem odpływ wody do naczyń pomiarowych. Obrotowy talerz z naczyniami pomiarowymi napędzany jest silnikiem krokowym.The aim of the invention is to eliminate these drawbacks by installing a leachate buffer tank with a turntable directly below the outflow from the reservoir and in a further part of the system, on which the measuring vessels will be arranged. There is a humidity sensor in the buffer tank, which controls the solenoid valve and the outflow of water to the measuring vessels. The rotating plate with measuring vessels is driven by a stepper motor.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat urządzenia.The subject of the invention is illustrated in the drawing, Fig. 1 of which shows a diagram of the device.
Wody odciekające ze zbiornika 1 trafiają do pluwiografu 2, który rejestruje na pasku pluwiograficznym natężenie i objętość tego odcieku. Równolegle na powierzchni w tym samym czasie rzeczywistym drugi pluwiograf 9 rejestruje wielkość opadu atmosferycznego. Tak uzyskane w ykresy można następnie ze sobą bezpośrednio porównywać w celu oceny opóźnienia odcieku w stosunku do opadu oraz proporcji w objętości opadu i odcieku. Taka analiza będzie przydatna z punktu widzenia oceny retencyjności badanego obszaru oraz innych zjawisk zachodzących w profilu glebowym.The water leaking from the tank 1 goes to the pluvograph 2, which records the intensity and volume of this effluent on the pluvograph strip. At the same time on the surface, the second pluvograph 9 records the amount of precipitation in real time. The graphs obtained in this way can then be directly compared with each other in order to evaluate the delay of the leachate in relation to the rainfall and the proportion in the volume of rainfall and leachate. Such an analysis will be useful from the point of view of the assessment of the retention capacity of the studied area and other phenomena occurring in the soil profile.
Woda odprowadzana z pluwiografu 2 jest przechwytywana do zbiornika buforowego odcieku 3, z którego odpływa po uruchomieniu elektrozaworu 5 do specjalnych naczyń pomiarowych 6 umieszczonych na obrotowym talerzu 7. Elektrozawór 5 jest uruchamiany za pomocą impulsu uzyskanego z czasowego regulowanego generatora impulsu 11, który jest sprzężony z cyfrową regulacją 12 czasu obrotu talerza 7. Po przelaniu się całej wody ze zbiornika buforowego 3 do naczynia pomiarowego 6 pływak 10 znajdujący się w zbiorniku buforowym 3 opadnie na dół i zewrze obwód, co wygeneruje kolejny impuls zamykający elektrozawór 5 oraz jednocześnie uruchamiając silnik krokowy 8, który wykona obrót o jeden takt. Kąt obrotu silnika (15° lub 7,5°) będzie dopasowany do ilości naczyń pomiarowych na talerzu obrotowym (24 lub 48). Odpowiednie ustawienia będą dokonywane ręcznie po wcześniejszym założeniu jednego z zestawów talerza z naczyniami pomiarowymi.The water discharged from the pluvograph 2 is captured into the leachate buffer tank 3, from which it flows after actuation of the solenoid valve 5 to special measuring vessels 6 located on the rotating plate 7. The solenoid valve 5 is actuated by a pulse obtained from a time-controlled pulse generator 11, which is coupled to digital adjustment 12 of the disc rotation time 7. After all the water from the buffer tank 3 has poured into the measuring vessel 6, the float 10 in the buffer tank 3 will drop down and short-circuit the circuit, which will generate another impulse to close the solenoid valve 5 and simultaneously start the stepper motor 8, which will turn one measure. The angle of rotation of the motor (15 ° or 7.5 °) will be adapted to the number of measuring vessels on the turntable (24 or 48). The appropriate settings will be made manually after putting on one of the plate sets with measuring vessels.
Cały układ talerza obrotowego zostaje uruchomiony za pomocą czujni ka wilgoci 4 zamontowanego na dnie zbiornika buforowego 3. Pojawienie się wody w zbiorniku 3 z pluwiografu 2 ustawionego pod zbiornikiem 1 spowoduje wygenerowanie impulsu przez czujnik wilgoci 4 i uruchomienie czasowego regulowanego generatora impulsu 11, który zacznie „odmierzać” czas do otwarcia elektrozaworu 5 i późniejszego impulsu z pływaka 10 na zamknięcie elektrozaworu 5 i uruchomienie silnika krokowego 8. Dopóki czujnik wilgoci 4 będzie mokry - układ czasowy będzie funkcjonował. Po ustaniu odcieku i wyschnięciu czujnika wilgoci 4 nastąpi wyłączenie czasowego regulowanego generatora impulsu 11, a tym samym zatrzymanie całego układu. W prz ypadku, gdyby nastąpiło przelanie wody odciekowej z któregokolwiek naczynia pomiarowego 6 w talerzu 7 zamontowane będą rynny 13 odprowadzające nadmiar wody. Może to nastąpić niezwykle rzadko, gdyż naczynia te będą takiej wielkości, aby zapewnić przechwycenie nawet op adów nawalnych.The entire turntable system is activated by the moisture sensor 4 mounted on the bottom of the buffer tank 3. The appearance of water in the tank 3 from the pluvograph 2 positioned under the tank 1 will generate an impulse by the moisture sensor 4 and start a timer-controlled pulse generator 11, which will start " measure "the time until the solenoid valve 5 opens and the subsequent impulse from the float 10 to close the solenoid valve 5 and start the stepper motor 8. As long as the moisture sensor 4 is wet - the timer will function. After the effluent has ceased and the moisture sensor 4 has dried, the timer-controlled pulse generator 11 is switched off, thereby shutting down the entire system. In the event that seep water overflows from any of the measuring vessels 6, gutters 13 will be installed in the plate 7 to discharge excess water. This can occur very rarely, as the vessels will be of such size as to ensure that even heavy rainfall is captured.