[發明專利]土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201810391618.3
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108279190A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 闕云;蔡松林;陳先勇;丘永輝
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;郭東亮

1.一種土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：包括透明圓柱體，所述圓柱體的內部設有由試驗粘土組成的基質域，基質域中設有由細碎石及粗砂組成的大孔隙域，所述基質域的底部滲水口與第一量筒相連，所述大孔隙域的底部滲水口與第二量筒相連，所述圓柱體上設有多個TDR探針與電阻率探桿。

2.根據權利要求1所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述圓柱體底部固連有圓形蓋板，所述圓形蓋板的周部與圓柱體密封粘結，所述圓形蓋板的上端面與基質域、大孔隙域接觸，所述圓形蓋板上設有若干個過濾孔并在上端面上覆蓋有一層尼龍薄膜，所述圓形蓋板的下方設有集水槽，所述集水槽的頂部敞口邊緣與圓柱體的底部邊緣固設為一體，所述集水槽的槽底經第一分液管與第一量筒相連，所述集水槽的槽底經第二分液管與第二量筒相連。

3.根據權利要求2所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述第一分液管與第一量筒之間、第二分液管與第二量筒之間均設有進水閥，所述第一量筒與第二量筒的底部均經出水閥與廢水容器連接。

4.根據權利要求2所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述集水槽的內部設有分流器，所述分流器包括與大孔隙域的底部相連通的若干根集水支管，若干根集水支管頂部穿過圓形蓋板后與大孔隙域連通，若干根集水支管底部經一根集水主管相連通，集水主管經出水管與第二分液管的管口密封連接。

5.根據權利要求1所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述大孔隙域的數量為四組，每組大孔隙域均豎直延伸，其中一組大孔隙域位于圓柱形的基質域的中心，其他三組大孔隙域位于中心大孔隙域的周部，呈現三角形布置，所述圓柱體的頂部敞口為供水口。

6.根據權利要求5所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述圓柱體至上往下分布有三組監測機構，每組監測機構包括四根TDR探針與兩根電阻率探桿，每組監測機構的兩根TDR探針、一根電阻率探桿位于圓柱體一側，另外兩根TDR探針、另一根電阻率探桿位于圓柱體另一相對側；位于圓柱體一側的每組監測機構的兩根TDR探針分別置于中心的大孔隙域內部和距離該大孔隙域的孔隙壁3cm處的基質域中，平行放置，檢測不同位置的含水量變化情況，在該側TDR探針對應位置下方1cm處設有一根電阻率探桿，該電阻率探桿安裝在緊貼該大孔隙域的孔隙壁的基質域中，檢測土壤中示蹤離子在基質域和大孔隙域間濃度變化；位于圓柱體另一相對側的每組監測機構的另外兩根TDR探針分別置于周部的一大孔隙域內部和距離該大孔隙域的孔隙壁3cm處的基質域中，平行放置，檢測不同位置的含水量變化情況，在該相對側TDR探針對應位置下方1cm處設有另一根電阻率探桿，該電阻率探桿安裝在緊貼該大孔隙域的孔隙壁的基質域中，檢測土壤中示蹤離子在基質域和大孔隙域間濃度變化。

7.根據權利要求5所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述供水口上設有供水機構，所述供水機構包括用于容納加入示蹤離子的水溶液的水箱，所述水箱內部設有導水管，所述導水管的出水口上設有滲透盤，所述導水管沿著水流方向依次設有自動式平衡閥、水泵、流量表。

8.根據權利要求7所述的土壤大孔隙域和基質域間溶質交換模擬裝置，其特征在于：所述滲透盤蓋設在供水口上，所述滲透盤由上盤體與下盤體組成，所述上盤體與下盤體之間填充有透水石層，所述上盤體上設有與導水管的出水口連接的中間通孔，所述下盤體上均布有若干個滲水孔。