[發明專利]一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置

在審

• 申請號: 201810970100.5
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109270244A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 盧小慧;王沛芳;宋蒙恩;崔明軒
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置，包括土壤觀測單元，所述土壤觀測單元包括土柱箱，所述土柱箱內設置有土壤，所述土壤觀測單元上方設置有模擬降雨環境的降雨模塊，所述土壤觀測單元側壁設置有用于測定土壤水分、負壓的檢測模塊和用于采集不同深度土壤溶質的取樣模塊，所述土壤觀測單元下端連有用于收集土壤滲漏液的抽氣模塊。本發明的一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置，通過測定集水單元內的土壤水分、負壓、溶質濃度變化特征，包括水量和發生時間，明確不同降雨條件下，不同土壤質地、不同特定深度的不飽和層狀非均質土壤中溶質運移特征，為飽和層狀非均質土壤中溶質運移分析提供試驗依據。

技術領域

本發明涉及一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置，屬于非飽和土技術領域。

背景技術

溶質遷移性是指溶質隨滲透水在土壤中沿垂直剖面向下的運動，是溶質在水-土壤顆粒之間吸附-解吸或分配的一種綜合行為。溶質的移動性能，是評價溶質是否會進入地下水及土壤環境污染影響的重要判斷依據之一。因此，搞清降水或田間灌溉條件下溶質在不同分層特性土壤中的移動特性，有利于闡明溶質在土壤中的遷移轉化機制，并為溶質的風險評價提供理論依據。

降雨作用下土壤溶質運移特征是開展土壤、地下水污染防治與修復研究必不可少的重要過程。不飽和狀態下層狀非均質農田土壤中溶質運移獲得方式多年來一直未能明確，主要采用數學模型模擬方式、土壤穿透曲線變化過程、土壤水勢差值等方式進行估算，所獲得數值變化較大，通用性不足，僅可進行自我比較分析。農田土壤溶質運移直接觀測方法只是在均質層開展過獨立觀測，缺乏降雨作用下整個層狀非均質土壤中溶質運移的系統性觀測方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種可以系統的開展層狀非均質土壤中溶質運移過程的詳細觀測研究，可以獲得不同層面角度、不同土壤質地、不同降雨條件下的不同土壤深度截面的不飽和層狀非均質土壤中溶質運移特征的降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置，包括土壤觀測單元，所述土壤觀測單元包括土柱箱，所述土柱箱內設置有土壤，所述土壤觀測單元上方設置有模擬降雨環境的降雨模塊，所述土壤觀測單元側壁設置有用于測定土壤水分、負壓的檢測模塊和用于采集不同深度土壤溶質的取樣模塊，所述土壤觀測單元下端連有用于收集土壤滲漏液的抽氣模塊。

所述降雨模塊包括供水瓶，抽水泵的進液口連有所述供水瓶，出液口通過軟管連有降雨篩，所述降雨篩橫截面尺寸與所述土柱箱橫截面尺寸相同，所述降雨篩上縱橫排列有出水孔，所述降雨篩的篩面粘附有膠皮。

所述土柱箱側壁上設置有側壁徑流閥門，所述側壁徑流閥門連通有徑流量測量杯，所述徑流量測量杯設置在所述徑流收集固定平臺上，所述土柱箱底部開設有滲漏口，所述土柱箱下方設置有擋土板，所述擋土板上設置有滲漏孔。

所述土柱箱上端連有圓柱構件，所述圓柱構件內設置有抗水壓沖擊板，所述抗水壓沖擊板上設置有篩孔。

所述檢測模塊包括沿著所述土柱箱側壁設置的探頭，所述探頭通過探頭連接線與計算機相連。

所述取樣模塊包括多個從土體頂部到土體底部依次相鄰放置的取樣瓶，取樣瓶左端為陶土頭，陶土頭埋設在土柱箱內，取樣瓶連有抽氣泵。

所述圓柱構件內設置有降雨容器，所述降雨容器頂部設置有壓力控制管，所述壓力控制管上設置有壓力控制閥，所述壓力控制管的尾部連接有空氣壓縮機。

所述降雨容器的頂部內壁上設置有用于對土柱表面的水位進行實時監測的水位尺。

所述土柱箱側壁下部通過水管連有馬氏瓶。

所述取樣模塊包括多個從土體頂部到土體底部依次相鄰放置的取樣瓶，取樣瓶左端為陶土頭，陶土頭埋設在土柱箱內，取樣瓶右端連有抽氣泵。