黃漢生

（武漢大學(xué)水利水電學(xué)院，武漢430072）

0 引言

蒸滲測坑是農(nóng)田水利、水資源、水土環(huán)保和水文地質(zhì)等專業(yè)進行相關(guān)科學(xué)試驗研究的重要設(shè)施。在測坑中進行水量平衡、作物需水規(guī)律試驗、水分生產(chǎn)函數(shù)試驗、水分脅迫試驗、地下水利用試驗、四水轉(zhuǎn)化、土壤-作物-地下水中水分、養(yǎng)分與污染遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等試驗時，往往需要精準(zhǔn)控制地下水埋深，同時要準(zhǔn)確測定地下水向包氣帶土層（潛水蒸發(fā)）或自包氣帶土層下滲（深層滲漏補給）的水量和水質(zhì)及其動態(tài)變化過程。因此，蒸滲測坑必須配置控制地下水位、地下供排水裝置。

在國內(nèi)，蒸滲測坑試驗采用以下幾種供排水裝置：

一是馬氏瓶，操作方法是：人工設(shè)定平水漏斗和馬氏瓶的高度，當(dāng)蒸滲測坑地下水高于漏斗溢流堰時，地下水順著漏斗排水管流出，用流量計測排水量；當(dāng)蒸滲測坑地下水底于漏斗溢流堰時，馬氏瓶給蒸滲測坑供水，供水量靠人工讀數(shù)記錄。這樣的設(shè)備和操作方法用于小型的、土層厚度不大的蒸滲儀問題不太大，但是用于土層大于2 m蒸滲測坑，就顯得落后和不實用。首先馬氏瓶容積小，給如此之大的蒸滲測坑供水可謂杯水車薪，其次要人工長時間將平水漏斗、馬氏瓶在0~3 m空間上下移動，頻繁給馬氏瓶加水和讀數(shù)，實屬工作量大，高空作業(yè)危險，測量誤差大，已無法滿足現(xiàn)代科學(xué)試驗要求。

二是德國UMS 公司推出的水勢動態(tài)控制的LY-UMS 蒸滲儀系統(tǒng)。LY-UMS 蒸滲儀埋在底部的6 個（分辨率為0.2 KPa）10 mm SiC 杯，可動態(tài)測量和調(diào)節(jié)蒸滲儀底部的水勢與罐體外大田在同一深度的水勢相同，在調(diào)節(jié)過程中，由LY-UMS 蒸滲儀帶有的稱重系統(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。德國UMS 公司采用控制蒸滲儀底部土壤水勢來給LY-UMS 蒸滲儀供水和排水，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動采集。

比較土壤水勢和地下水位的定義，可以看出，反映某一定點土壤水勢的數(shù)值范圍是很大的，當(dāng)土壤處于非飽和狀態(tài)時，其數(shù)值為負(fù)的壓力。而地下水位潛水面，形成的是一條水平線。在實際情況下，由于土壤的空間變異性，往往處于同一水平線的不同位置的土壤水勢是有差異的，而地下水位不受土壤空間變異影響，數(shù)值只有一個。測量水平線的變化分辨率是毫米級的，如果用（分辨率0.2 KPa）土壤水勢傳感器測控其變化值，精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，德國UMS 公司采用控制蒸滲儀底部土壤水勢的方法不能混淆為控制蒸滲儀地下水位的方法，即便是想將控制蒸滲儀底部土壤水勢的設(shè)備移植過來，其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到要求。

三是圖1目前廣泛采用的一種地下供排水裝置。它是在蒸滲測坑與供排水柱之間用管道連通，這樣蒸滲測坑、供排水柱和他們之間的連通管道就構(gòu)成了一個“連通器”。根據(jù)連通器原理，蒸滲測坑水位變化時，就會引起供排水柱的水位發(fā)生變化，這樣通過控制供排水柱的水位，就可以間接地控制蒸滲測坑的地下水位。

圖1 現(xiàn)有蒸滲測坑自動供排水裝置結(jié)構(gòu)圖

供排水柱的工作思路為：在供排水柱內(nèi)安裝了一個設(shè)定水位的保持器，隨裝在測筒頂部的電動升降器上下移動，該保持器上裝有5支導(dǎo)電測針，它與外置的水位繼電器和電氣元件連接構(gòu)成了整個水位控制電路，一旦設(shè)定了測坑地下水位變化上、下限后，當(dāng)土壤水蒸騰蒸發(fā)使地下水位下降到設(shè)定的下限水位時，裝置自動給蒸滲測坑供水，直到上水位線停止供水，上下水位線之間的距離與水柱截面積的乘積即為供水量；當(dāng)人工灌溉或降雨，地下水位上升到設(shè)定的上限水位時，裝置自動排水，直到下水位線停止排水，上下水位線之間的距離與水柱截面積的乘積即為排水量。如此維持蒸滲測坑地下水位。

供水（排水）時，每次供水（排水）量是固定的，只要知道供水（排水）動作次數(shù)，就可以計算出總的供水（排水）量。整個過程可用計算機進行控制，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集。

圖1供排水裝置不僅具備了之前所用裝置的所有功能，而且還能夠?qū)φ魸B測坑的地下水位進行自動控制，精度較高，供排水量可以用計算機進行自動采集，該裝置大大減輕了試驗人員的勞動強度，是迄今為止蒸滲測坑比較好的一種供排水裝置。但該裝置存在以下幾個方面的問題：①裝置使用的管件和電器元件較多，通常測坑地下控制室面積較小，安裝、維修不方便；②成本較高，單個測坑自動供排水裝置需要3萬多元，按一個試驗站20 個測坑計算，僅供排水裝置投入就達60多萬元；③維持測坑地下水位的水柱采用有機玻璃管制作，高3 m 左右，安裝時其頂部距離上面天花板不到0.2 m。運行時間長時（一年以上），水柱內(nèi)壁有泥沙等污物附著，影響美觀，由于地下空間小，管壁清洗困難；④該裝置每套配了多個電磁閥、繼電器等元器件，而元器件都有一定的使用壽命，不可避免要損壞，維修費用較高；⑤測量精度較低，該裝置采用單次供排水量固定，用計數(shù)器計數(shù)的方法計算水量。其前提是假定整個玻璃管沿長度方向的橫截面積是相等的，而實際情況是因加工工藝等原因，玻璃管的橫截面積是不完全相等的；同時，根據(jù)試驗要求，蒸滲測坑的地下水位是不一樣的，水柱水位必須隨著一起在一定范圍（0～3 m）變化的，而室外供水水源（水箱）的水位是固定的，水頭差的變化導(dǎo)致管道向水柱供水時產(chǎn)生的水面波動是不一樣的，水面波動對測針有影響，從而影響到水量的計量精度。

總之，該裝置在前期投入、運行管理、維修費用等方面存在不足。同時，隨著試驗的不斷地進行，試驗研究人員對量測精度要求更高，現(xiàn)有供（排）水量的計量方法及精度已不適應(yīng)試驗要求，需要改進。

1 簡易自動供排水裝置的構(gòu)成

如圖2所示，一種簡易的蒸滲測坑自動供排水裝置包括平水箱、進水控制器、排水控制器和水量計量裝置等幾個部分。平水箱與纏繞在可逆步進電機繩鼓上的鋼絲繩連接，由步進電機驅(qū)動，控制蒸滲測坑的地下水位，在平水箱內(nèi)安裝一個供水控制器和一個排水控制器，分別控制蒸滲測坑的進水和排水，使蒸滲測坑的水位維持在一個相對穩(wěn)定的水平。從平水箱中引出的3根軟管，一根連接蒸滲測坑，另兩根從供水控制器入口和排水控制器出口接出，分別接到水箱和排水溝，中間各接一個智能流量計，計量進入平水箱和從平水箱排出的水量。

圖2 改進后蒸滲測坑自動供排水裝置結(jié)構(gòu)圖

1.1 平水箱

連通器就是上端開口，下部連通的容器。蒸滲測坑作為連通器的一肢，平水箱作為連通器的另一肢，二者下端用水管連接，這樣就是一個定制的連通器。平水箱內(nèi)安裝進水控制器和排水控制器，進水控制器是一個向蒸滲測坑供水的開關(guān)，當(dāng)測坑地下水位低于預(yù)先設(shè)定的水位時，進水控制器開關(guān)打開，平水箱內(nèi)水位上升，當(dāng)水位到達進水控制器最高工作水位時，進水控制器開關(guān)關(guān)閉；排水控制器是一個蒸滲測坑排水的開關(guān)，當(dāng)因降雨使蒸滲測坑內(nèi)地下水位到達最高水位時，測坑中的水就從平水箱的排水控制器中排出。進水控制器與排水控制器共同作用，使平水箱內(nèi)水位在一定范圍內(nèi)變動，從而使蒸滲測坑中的地下水位維持在一個相對穩(wěn)定的水平。平水箱上下運動，就可以控制蒸滲測坑中的地下水位至試驗要求的高度，平水箱通過鋼絲繩由安裝在上面的步進電機驅(qū)動。

平水箱的容積需要滿足蒸滲測坑水位控制精度要求，測坑水位觀測精度與測量工具有關(guān)，液位傳感器的精度可達±0.1%FS，水位測針為0.1 mm。另外，平水箱的大小還需要考慮一下幾個因素：一是步進電機的最大扭矩；二是要滿足進、排水控制器的布置要求；三是進水控制器的使用壽命等。

平水箱橫截面為圓形或矩形，在滿足上述要求的前提下，盡可能采用截面較大的平水箱，以減小進水控制器的動作次數(shù)，延長裝置的使用壽命。

1.2 進水控制器

進水控制器是平水箱內(nèi)一個進水控制開關(guān)，向測坑供水時，保持平水箱中的水位在一定范圍變動，以保證蒸滲測坑的水位維持在一個相對穩(wěn)定的水平。蒸滲測坑中的作物蒸騰、蒸發(fā)時，測坑中將會消耗掉一部分水，與之連同的平水箱會將水補充到測坑中，維持測坑水位相對穩(wěn)定，同時平水箱中水位隨之下降，當(dāng)平水箱中的水位低于下限值時，進水控制器開關(guān)打開，平水箱開始進水，同時也向蒸滲測坑供水，當(dāng)平水箱內(nèi)水位上升到最高值時，進水控制器開關(guān)關(guān)閉，完成一次循環(huán)。

進水控制器采用水力自動控制，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖3。其工作原理為：當(dāng)平水箱中的水位低于下限值時，進水控制器中的浮球隨水位下降，帶動與之連接的杠桿一端下降，硅膠塞與出水孔孔口脫離，出水孔出水，儲水腔中的壓力下降，鼓膜下移，水從出水腔進口與鼓膜之間的空隙進入出水腔，開始供水。水位上升，浮球帶動杠桿上升，當(dāng)水位上升到正常水位時，杠桿上的硅膠塞將出水孔堵塞，而進水孔繼續(xù)進水，儲水腔壓強增大，鼓膜上升，出水逐漸減小，在鼓膜上下產(chǎn)生的壓差逐漸增大，最終鼓膜將出水腔進口堵住，進水停止，如此往復(fù)。

圖3 進水控制器結(jié)構(gòu)簡圖

1.3 排水控制器

排水控制器是平水箱中控制蒸滲測坑排水的裝置，采用漏斗形設(shè)計，見圖4，整個裝置由漏斗、內(nèi)套管和外套管組成。內(nèi)套管上端與漏斗連接，并伸入到漏斗內(nèi)一定長度（由計算確定），內(nèi)套管靠近漏斗底部開若干個小孔，以排除內(nèi)套管與漏斗之間的積水。外套管穿過平水箱底板并與排水軟管連接，內(nèi)套管插入到外套管里，內(nèi)外套管之間無間隙，且內(nèi)套管能自由上下運動。外套管上端有一個擴大的環(huán)形空腔，空腔里面安裝上、下限位板，使漏斗及內(nèi)套管只能在一定范圍上下運動，空腔上端與內(nèi)套管之間用硅膠膜密封連接。

圖4 排水控制器結(jié)構(gòu)簡圖

漏斗連同內(nèi)套管利用水的浮力上下運動，漏斗口高出水面一定高度，漏斗上升到最高位置時（到達上限位）漏斗口的水位設(shè)定為蒸滲測坑排水水位。測坑水位繼續(xù)升高時，漏斗開始進水，水首先充滿內(nèi)套管與漏斗之間的部分，同時部分水通過設(shè)在漏斗底部附近內(nèi)套管的排水孔流出。當(dāng)排水孔排水量小于進入漏斗的水時，由漏斗口全部從內(nèi)套管排水孔排出。當(dāng)測坑水位繼續(xù)升高時，進入漏斗的水量增大，排水孔排水量有限，內(nèi)套管與漏斗之間的水面慢慢升高，上升到內(nèi)套管頂部時，內(nèi)套管外的水重及內(nèi)套管和漏斗自重大于漏斗所受的浮力，內(nèi)套管和漏斗下降至下限位，進入漏斗的水大部分從內(nèi)套管頂部排出。

當(dāng)蒸滲測坑水位達到排水下限水位后，平水箱中的水位與漏斗上口齊平，此時，平水箱中的水不再向漏斗中流入，漏斗中內(nèi)套管外的水繼續(xù)從內(nèi)套管上的排水孔排出。當(dāng)內(nèi)套管外的水重及內(nèi)套管和漏斗自重小于漏斗所受的浮力時，漏斗上升至上限位，此次排水過程結(jié)束。

1.4 水量計量裝置

上述進水控制器和排水控制器只是將蒸滲測坑的供水水位和排水水位維持在一定的高度，他們不具備水量計量功能，供排水量由計量裝置來承擔(dān)。改進的裝置向平水箱供水和排水均用管道，采用管道式流量計是最合適的，本裝置擬采用市面上現(xiàn)有智能流量計。

計量供水的智能流量計進口與供水箱連接，出口通過軟管與平水箱連接。計量排水的智能流量計進口通過軟管與平水箱連接，出口接排水溝。安裝位置不高于蒸滲測坑底部即可，同時要方便安裝和維護。

2 與現(xiàn)有蒸滲測坑供排水裝置比較

蒸滲測坑自動供排水裝置的功能，一是控制平水箱（或水柱）中的水位在一定范圍上下變動，使蒸滲測坑地下水位維持在一個相對穩(wěn)定的水平；二是計量通過平水箱（或水柱）向蒸滲測坑供水的水量，以及蒸滲測坑排水的水量；三是自動記錄蒸滲測坑的供排水量。與現(xiàn)有裝置相比，新裝置作了以下幾方面的改進。

2.1 用平水箱代替供排水柱

現(xiàn)有裝置（圖1）在地下控制室安裝了一個有機玻璃水柱，水柱通過底部的管道分別與蒸滲測坑、水箱和排水溝連接，將水柱的水輸送到蒸滲測坑，或排出蒸滲測坑內(nèi)多余的水，同時，配合水位保持器對蒸滲測坑的供排水量進行計量。有機玻璃水柱安裝在地下結(jié)構(gòu)中，高度約3.0 m，且要滿足控制蒸滲測坑地下水位的要求，因地下空間受到限制，其頂部與地下結(jié)構(gòu)屋頂之間的距離通常只有20 cm 左右，安裝調(diào)試后不方便拆卸，后期對水柱內(nèi)進行任何操作都比較困難。

改進后的裝置（圖2）將供排水柱改為平水箱，平水箱高30~40 cm，只相當(dāng)于現(xiàn)有裝置水位保持器所占的高度，平水箱截面大小可根據(jù)試驗地區(qū)的蒸發(fā)量大小選擇，在不改變平水箱水位變幅的情況下，將進水控制器的動作次數(shù)控制在合理范圍，比現(xiàn)有供排水柱有更大的靈活性。平水箱由安裝在地下室墻面上的直流電機驅(qū)動， 以達到控制不同地下水位的目的。在平水箱下面安裝3 根水管（軟管），其中一根與通往蒸滲測坑的管道連接，一根與供水管連接，一根與排水管連接，實現(xiàn)對蒸滲測坑進行供排水的功能。其優(yōu)點是節(jié)省材料，大約只要現(xiàn)有裝置的十分之一，在地面幾乎不占位置，管道的安裝維修很方便，箱體容易清洗，節(jié)約用水。

2.2 用進水控制器和排水控制器代替水位保持器

現(xiàn)有裝置在有機玻璃水柱內(nèi)部安裝一個可升降的保持器，前端設(shè)有液位處理單元、繼電器以及電磁閥等。為了達到控制目的，在保持器上安裝了5 個電極（E1～E5，其長度依次增加），將水柱中的水位轉(zhuǎn)換成電信號傳遞到上游的液位處理單元，處理單元根據(jù)收到的電信號，導(dǎo)通和關(guān)閉相應(yīng)的繼電器，繼電器控制相應(yīng)的電磁閥，實現(xiàn)自動供排水功能。其中E5為共用電極，E1與E3為一對，傳遞排水信號，因降雨或灌溉導(dǎo)致水柱內(nèi)水位上升，當(dāng)水位接觸到E1 時，控制單元接收到排水信號，啟動繼電器，電磁閥打開，開始排水，當(dāng)水位離開E3 時排水停止；E2 與E4 為一對，傳遞供水信號，因作物蒸騰、蒸發(fā)導(dǎo)致水柱水位下降，當(dāng)水位離開E4 時，控制單元接收到供水信號，啟動繼電器，電磁閥打開，開始供水，當(dāng)水位接觸到E2 時供水停止。該裝置以自動控制電路為主，用到的電器元件較多，前期投入和維修成本較高。

改進后的裝置用進水控制器和排水控制器替代現(xiàn)有裝置保持器的功能，采用水力自動控制，進水控制器和排水控制器安裝在平水箱中，與平水箱一起上下運動，分別控制平水箱中的供水水位和排水水位。

進水控制器類似一個可以控制水箱水位的浮球閥（見圖3），但在結(jié)構(gòu)形式上做了改進，體積更小，控制精度更高。進水控制器可以使平水箱中的水位在一定范圍內(nèi)（一般0～20 mm）變動，工作方式與現(xiàn)有裝置的水位保持器相同，承擔(dān)水位保持器的供水控制功能。

排水控制器是一個可升降的漏斗（見圖4），采用水漫自動溢流的方式，承擔(dān)現(xiàn)有裝置水位保持器排水功能。安裝時起排水位（漏斗口）略高于灌溉控制水位，終排水位與灌溉控制水位齊平或略低于灌溉控制水位（根據(jù)試驗要求確定）。排水控制器可以一次性排出蒸滲測坑多余水，加快排水速度，不再像現(xiàn)有裝置那樣，為了計量排水量需要頻繁打開和關(guān)閉相關(guān)電磁閥。漏斗可定制加工，成品安裝方便。

與現(xiàn)有裝置相比改進后裝置為水力自動控制，由進水控制器和排水控制器共同完成現(xiàn)有裝置供排水柱中的水位保持器控制水位的功能，省去了大部分電器元件，結(jié)構(gòu)形式更簡單，安裝、維修方便，減少前期投資。

2.3 用流量計代替固定容積計量供排水量

現(xiàn)有裝置計算供排水量時，按單次供排水量固定，只統(tǒng)計供排水電磁閥的動作次數(shù)，電磁閥動作次數(shù)乘以單次供排水量，即可得到累積供排水量。單次供排水量按水柱內(nèi)截面積乘以水位變幅（E1～E3或E2～E4之間的距離）求得，其前提是假定裝配在一起整個水柱的內(nèi)截面積相等，但對有機玻璃材料來說是很難做到的，同時，不同地下水位對應(yīng)水柱中的水深不同，管道給水柱供水時引起水面波動情況是不一樣的，始終按一個水位變幅來計算水量是不準(zhǔn)確的。

改進后的裝置直接用管道流量計來計量供排水量，不需要用平水箱的尺寸去求供排水量，也不需要記錄進水控制器或排水控制器的動作次數(shù)，避免了外界干擾導(dǎo)致進水控制器單次進水量不一致帶來的誤差，目前市面上有技術(shù)比較成熟的管道式流量計，且大部分產(chǎn)品都通過計量認(rèn)證，技術(shù)指標(biāo)達到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。如市面上有一種遠(yuǎn)傳水表，始動流量小到2 L/h，基本達到滴水不漏。

3 供水量計量精度對比

改進后的裝置是將原來的電力自動控制改為水力自動控制方式，供排水的計量直接采用安裝在平水箱中進水口前面和出水口后面的流量計計量，不再用單次水量固定采用計數(shù)的方法來計算總的供排水量。為了比較這兩種裝置的水量計量精度，我們做了一個對比試實驗。

3.1 實驗方法

因?qū)嶋H蒸發(fā)實驗用時較長，且蒸發(fā)量不能精確計量，無法用蒸發(fā)量來檢驗供排水裝置計量的精度，所以采用模擬蒸發(fā)的方法進行實驗。假定蒸滲測坑每天（24 h）蒸發(fā)量相同，按2 m×2 m 的蒸滲測坑計算，如每蒸發(fā)1 mm 就消耗4 L 水（2 m×2 m×0.001 m=0.004 m3）。實驗時用天平計量從供排水柱或平水箱流向蒸滲測坑的管道中的水量，每累積放出4 kg（水的密度按1 g/cm3計算）水就相當(dāng)于2 m×2 m的蒸滲測坑一天蒸發(fā)1 mm 的水量，按每天觀測一次計算，即從通向蒸滲測坑的管道中放出4 kg 水就分別記錄一次兩種裝置計量的水量，然后分別與模擬蒸發(fā)量值進行比較，實驗時間（次數(shù)）長短根據(jù)模擬日蒸發(fā)量大小確定，當(dāng)過程線明顯出現(xiàn)與前面的重復(fù)時即可停止。然后按照該方法再做模擬日蒸發(fā)量為1.5、2.0 和2.5 mm的情況。

3.2 實驗設(shè)計

利用現(xiàn)有的供排水裝置和改進后的供排水裝置分別進行實驗，實驗選擇在同一條件下進行，平水箱的內(nèi)徑與現(xiàn)有裝置的供排水柱內(nèi)徑相等，地下水位選擇在現(xiàn)有裝置供排水柱在供水時水流對水柱水面無影響（水箱向水柱供水時水面無明顯波動）的區(qū)域，水箱向供排水柱或平水箱采用間歇式供水，供排水水柱或平水箱向蒸滲測坑采用連續(xù)式供水，當(dāng)供排水柱或平水箱進水時，向蒸滲測坑供水的閥門關(guān)閉，供排水柱或平水箱進水結(jié)束向蒸滲測坑供水的閥門打開，現(xiàn)有裝置供排水柱的單次供排水量和改進后供排水裝置的流量計經(jīng)過率定。

模擬日蒸發(fā)量的水從通往蒸滲測坑的管道中接出，出口裝一個球閥，放出的水裝入水桶（或其他容器）中，用天平稱量水桶中水的凈重，桶中每次累積放入4 kg（或6、8 和10 kg）水關(guān)閉球閥一次，記錄現(xiàn)有（或改進）裝置計算的水量，再重新打開球閥放水，這一過程需重復(fù)多次，直至實驗結(jié)束。

利用圖1 和圖2 兩種供排水裝置分別進行日蒸發(fā)量為1.0、1.5、2.0 和2.5 mm（相應(yīng)供給蒸滲測坑的水量為4、6、8 和10 L）共4組模擬實驗。

3.3 實驗結(jié)果分析

實驗過程線見圖5。實驗結(jié)果統(tǒng)計情況見表1。

圖5 兩種裝置模擬日蒸發(fā)量過程線

表1 兩種裝置模擬蒸發(fā)實驗結(jié)果統(tǒng)計表

從圖5 和表1 可以看出：①無論是現(xiàn)有裝置還是改進裝置，實際供水過程線都不可能與理論供水線重合，而只能在其上下波動。其原因是為了提高供水精度兩種裝置都采用了間歇式供水方式，出現(xiàn)了計量超前而實際用水滯后的情況。②現(xiàn)有裝置規(guī)律性明顯要好于改進裝置，是因為在計量向蒸滲測坑供水量時，為了確保進水供排水柱里的水能準(zhǔn)確地計量，在供排水水柱與蒸滲測坑之間的管道上安裝了一個閘閥，當(dāng)水箱向供排水柱供水時關(guān)閉，供水結(jié)束隨即打開?，F(xiàn)有裝置采用電動控制，可以實現(xiàn)所有閘閥同步，而改進裝置的進水控制器只起到保持平水箱中水位的作用，且在向平水箱供水時，進入平水箱的流量遠(yuǎn)大于從平水箱進入到蒸滲測坑的流量，是否設(shè)這道閘閥幾乎不影響平水箱水位上升的速度，在實際使用時不需要。但在模擬實驗時，為了加快實驗進度，采用了進、出平水箱的流量大致相等的情形，為了使平水箱中的水位盡快上升到最高位，本次實驗用加裝的一個手動球閥調(diào)節(jié)平水箱的出流量，平水箱進水時球閥關(guān)閉，進水結(jié)束球閥打開，人工操作存在誤差，在實際運用時人工誤差會消除。③改進裝置綜合統(tǒng)計值要好于現(xiàn)有裝置，說明改進裝置可行。④從本次做的4種模擬實驗結(jié)果來看，后兩種基本上在重復(fù)前面的，而最大絕對誤差始終是小于單次供水量的，蒸發(fā)量越大，相對誤差就越小，所以本次實驗沒有再做模擬日蒸發(fā)量大于2.5 mm的情形。

4 結(jié) 語

農(nóng)田灌溉試驗站是廣大科技工作者開展農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集、科學(xué)灌溉試驗、示范推廣節(jié)水灌溉新技術(shù)及指導(dǎo)服務(wù)灌溉實踐等的重要場所。目前每個省有一個灌溉試驗中心站和一個重點站，加上大專院校、科研院所建的試驗站，總數(shù)有上百所，而蒸滲測坑是試驗站的重要組成部分，其中地下自動供排水裝置絕大部分采用圖1 的形式，前期投入和維修管理費用較高，自動控制的電器元件不適合地下室空氣濕度比較的工作環(huán)境，也不符合現(xiàn)階段國家推行的節(jié)能降耗、低碳環(huán)保的要求，需要進行改進。

本文所述的簡易蒸滲測坑自動供排水裝置，采用水力自動控制為主，具有使用方便、電器元件少、便于維護、成本較低等優(yōu)點，不僅具備現(xiàn)有試驗裝置的功能，還解決了現(xiàn)有地下供排水裝置存在的問題。通過對2 m×2 m的蒸滲測坑日蒸發(fā)量分別為1.0、1.5、2.0 和2.5 mm 模擬實驗的統(tǒng)計，現(xiàn)有裝置和改進裝置供水量平均值比較接近，最大偏差分別為19%和15%、8%和10%、9%和3%、5%和5%，說明改進后的裝置供水量的測量精度接近或優(yōu)于現(xiàn)有裝置，初步估算前期投入可節(jié)省投資20%～30%。