[實(shí)用新型]一種森林山地土壤原位火燒模擬試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920240596.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209821142U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡卸文;金濤;羅剛;王嚴(yán);楊贏;曹希超;袁彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N31/12
• 分類號(hào): G01N31/12
• 代理公司: 51200 成都信博專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王沙沙

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種森林山地土壤原位火燒模擬試驗(yàn)裝置，提供了一種可以在現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)量不同火烈度下不同深度的土壤物理及水理性質(zhì)指標(biāo)變化的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)裝置包括三部分：下部為檢測(cè)系統(tǒng)，中部為火燒模擬系統(tǒng)，上部為降雨模擬系統(tǒng)。本實(shí)用新型安裝使用測(cè)量方便，可在保證原狀土結(jié)構(gòu)最小擾動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行不同火燒溫度和持續(xù)時(shí)間的原位火燒試驗(yàn)、火燒后土壤不同降雨強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的原位降雨模擬試驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)不同深度土壤受到燒焙過(guò)程中的溫度和含水率變化以及燒培后不同深度土壤在降雨模擬過(guò)程中的含水率和孔隙水壓力變化的實(shí)時(shí)可測(cè)；同時(shí)相應(yīng)部件可進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鹦叮阌跀y帶，在火后泥石流的成災(zāi)機(jī)理及防治研究方面具有很高的推廣價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及火后泥石流成災(zāi)機(jī)理及防治研究的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種森林山地土壤原位火燒模擬試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

火后泥石流是指林火發(fā)生后火燒跡地附近發(fā)生的、與林火緊密聯(lián)系的泥石流，通常發(fā)生過(guò)森林火災(zāi)的火燒跡地有極高的概率會(huì)發(fā)生火后泥石流。相對(duì)于非火后泥石流，其物源起動(dòng)與林下土壤受到植被燃燒過(guò)程中的高溫?zé)憾碌奈锢砑八硖卣鞲淖兠芮邢嚓P(guān)。而由于森林火災(zāi)發(fā)生的不確定性，現(xiàn)有的野外測(cè)試手段又難以監(jiān)測(cè)火災(zāi)過(guò)程中土壤物理及水理特性的變化情況，所以針對(duì)林火對(duì)土壤性質(zhì)改變的土壤火燒模擬試驗(yàn)研究就顯得尤為重要。但目前，現(xiàn)有的火燒模擬試驗(yàn)設(shè)備仍存在一些不足：

其一，現(xiàn)有的火燒模擬試驗(yàn)裝置多為局限于室內(nèi)開(kāi)展的重塑土火燒試驗(yàn)裝置，難以應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展原狀土的火燒試驗(yàn)，且其中以明火火燒的試驗(yàn)裝置占比較少，因而存在較大的試驗(yàn)誤差。

其二，現(xiàn)有的火燒模擬試驗(yàn)裝置難以實(shí)現(xiàn)火燒溫度與持續(xù)時(shí)間可控的試驗(yàn)研究。

其三，現(xiàn)有的火燒模擬試驗(yàn)裝置難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同深度土壤受到燒焙過(guò)程中的溫度和含水率變化。

其四，現(xiàn)有的火燒模擬試驗(yàn)裝置，其室內(nèi)試驗(yàn)尺度較小，受尺寸效應(yīng)的影響較大，且原狀土取樣難度大，通常導(dǎo)致試驗(yàn)樣品數(shù)量不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種森林山地土壤原位火燒模擬試驗(yàn)裝置，通過(guò)火燒模擬試驗(yàn)對(duì)原狀土被火燒后的土壤性質(zhì)改變進(jìn)行針對(duì)性研究。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種森林山地土壤原位火燒模擬試驗(yàn)裝置，包括從下到上依次連接的檢測(cè)系統(tǒng)、火燒模擬系統(tǒng)和降雨模擬系統(tǒng)；

檢測(cè)系統(tǒng)包括用于盛裝試驗(yàn)土芯的圓筒狀下機(jī)箱，圓筒狀下機(jī)箱無(wú)底無(wú)蓋；圓筒狀下機(jī)箱的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)預(yù)設(shè)小孔，傳感器的探針穿過(guò)預(yù)設(shè)小孔后設(shè)于圓筒狀下機(jī)箱的內(nèi)部；

火燒模擬系統(tǒng)包括圓筒狀上機(jī)箱，圓筒狀上機(jī)箱無(wú)底無(wú)蓋，圓筒狀上機(jī)箱與圓筒狀下機(jī)箱同軸心設(shè)置；環(huán)形氣管設(shè)于圓筒狀上機(jī)箱內(nèi)部的下部，環(huán)形氣管上均勻安裝有多個(gè)可噴火的噴火頭；

降雨模擬系統(tǒng)包括安裝于圓筒狀上機(jī)箱頂部的機(jī)箱頂蓋；機(jī)箱頂蓋上設(shè)置有通風(fēng)口和噴水器。

根據(jù)上述方案，所述預(yù)設(shè)小孔在圓筒狀下機(jī)箱的側(cè)壁上從下到上分多層設(shè)置；每層預(yù)設(shè)小孔均位于同一水平高度且沿圓筒狀下機(jī)箱的周向均勻分布，相鄰兩層預(yù)設(shè)小孔之間的間距相等；所述傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和孔隙水壓力傳感器；每層預(yù)設(shè)小孔內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器和孔隙水壓力傳感器。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)小孔每層均設(shè)置有九個(gè)；所述溫度傳感器、濕度傳感器和孔隙水壓力傳感器在每層預(yù)設(shè)小孔內(nèi)各設(shè)置三個(gè)，且溫度傳感器、濕度傳感器和孔隙水壓力傳感器在每層預(yù)設(shè)小孔內(nèi)均勻間隔設(shè)置；同一類型的三個(gè)傳感器分別設(shè)于圓筒狀下機(jī)箱的軸心處、圓筒狀下機(jī)箱的1/2半徑處和圓筒狀下機(jī)箱內(nèi)靠近內(nèi)壁的位置。

根據(jù)上述方案，所述環(huán)形氣管共設(shè)有三個(gè)，且從下到上依次間隔設(shè)于圓筒狀上機(jī)箱內(nèi)部的下部；每個(gè)環(huán)形氣管都均勻安裝有多個(gè)噴火頭；三個(gè)環(huán)形氣管均與液化燃?xì)夤捱B接。