[發明專利]一種土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統與方法

在審

• 申請號: 202110458733.X
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113188941A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 楊光;唐翔宇;關卓
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N5/04
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 施得運

1.一種土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，包括質量平衡臺(1)和設置在質量平衡臺(1)上端面的天平機構(2)；

其特征在于，所述天平機構(2)兩側的載重端分別設有一個平衡容器(3)和一個用于裝載待測試土壤的實驗土壤容器(4)，所述實驗土壤容器(4)上方設有用于為其進行補水的補水機構，所述實驗土壤容器(4)下端設有用于觸發補水機構補水的觸發機構；

所述實驗土壤容器(4)外側分別設有三個開口以及與開口連接的第一管體、第二管體和第三管體，所述第一管體、第二管體和第三管體自上而下依次設置，所述第一管體的出料端連接田面水收集裝置(11)，所述第二管體的出料端連接孔隙水收集裝置(12)，第三管體的出料端連接滲漏水收集裝置(10)，所述第一管體和第二管體設置在實驗土壤容器(4)上側和中間位置，第三管體設置在實驗土壤容器(4)的底部位置，分別收集實驗土壤容器(4)中不同表層中的土壤成分。

2.根據權利要求1所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述孔隙水收集裝置(12)一側的抽氣端與真空泵(13)連接。

3.根據權利要求1所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述觸發機構包括設置在實驗土壤容器(4)下端的一啟動桿(7)，所述啟動桿(7)下端設有觸發開關(9)，觸發開關(9)與補水機構的進水閥的控制端相對應。

4.根據權利要求1所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述補水機構包括布置在田面水收集裝置(11)內部的輸水管路(5)，所述輸水管路(5)右端設有用于連接水源的進水口(6)，所述輸水管路(5)上設有與觸發機構相對應的進水閥，所述輸水管路(5)的出水端連接位于實驗土壤容器(4)上方的定量水分補充裝置(14)。

5.根據權利要求4所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述定量水分補充裝置(14)包括緩存盒，所述緩存盒上端設有與輸水管路(5)出水端連接的給水口(19)，所述給水口(19)下方的緩存盒中設有一個用于承裝水的翻斗(16)，所述翻斗(16)底部通過翻斗轉軸(17)與緩存盒內壁轉動連接，所述給水口(19)左側的緩存盒內部設有用于抵壓翻斗(16)上端防止其順時針轉動的翻斗定位桿(15)，所述緩存盒底部中間位置設有與實驗土壤容器(4)上端進水口相對應的出水口(20)。

6.根據權利要求5所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述出水口(20)下端連接噴淋裝置(8)。

7.根據權利要求5所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統，其特征在于，所述出水口(20)上端口所在的緩存盒內部設有用于引導水的導流面(18)。

8.一種權利要求1-7任一所述的土壤水分調控及溶質運移的室內模擬實驗系統的使用方法，其特征在于，在實驗土壤容器(4)中質量不變時，平衡容器(3)和實驗土壤容器(4)處于同一水平狀態，此時補水機構不會補水，當實驗土壤容器(4)中的水損失后，此時實驗土壤容器(4)會上升，這樣觸發開關(9)會觸發補水機構進行補水處理，從而為實驗土壤容器(4)中補入適量的水，通過田面水、孔隙水以及滲漏水收集管路收集土壤中不同的溶質，用于不同的實驗分析，其中孔隙水收集裝置連接真空泵，提供動力收集土壤中的孔隙水。