[發明專利]一種土壤溶質運移參數測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202110927717.0
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113567653A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 莊魯文;陳曉宏;王達;林凱榮
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/00;G01D21/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;鐘文瀚

本發明公開了一種土壤溶質運移參數測量裝置及測量方法，所述方法包括：通過供液裝置向土柱通入第一液體，同時，利用傳感器探針周期性采集土柱中測量土樣的測量數據；當所采集的測量數據變化率低于預設閾值時，利用供液裝置向土柱通入第二液體，記錄當前通入第二液體的時間點；當第二液體的通入時間到達第一預設時間時，利用供液裝置向土柱通入第一液體，記錄當前通入第一液體的時間點；當第一液體的通入時間到達第二預設時間時，關閉供液裝置，停止向土柱供液；通過傳感器探針獲取所記錄的時間點對應的測量數據，并根據所獲取的測量數據計算測量土樣的運移參數。上述方法基于土壤溶質運移參數測量裝置進行測量，操作簡單且測量結果準確度率高。

技術領域

本發明涉及環境工程技術領域，特別是涉及一種土壤溶質運移參數測量裝置及測量方法。

背景技術

近年來，如何開展土壤和地下水的污染防治工作成為環境工程領域的研究熱點，準確預測及評估土壤和地下水中溶質污染物的遷移過程和遷移溶質的濃度是地下水污染防治的重要工作。

水動力彌散系數作為表征地下水中溶質遷移和分布的重要參數，分為機械彌散和分擴散，它代表著溶質在多孔介質彌散現象中的強弱，其中，能否準確測量水動力彌散系數中的擴散系數對于判斷遷移預測模型的精確性相當重要。

對于土壤溶質污染物的擴散系數，可根據溶質遷移擴散曲線推導得出，目前，常用于測量溶質遷移擴散曲線的方法為出水口取樣法和傳統電導率法，然而，出水口取樣法使用出水口的溶質濃度擴散曲線來代表整個測量土樣，往往會產生較大誤差，精準度較低；而傳統電導率法的測量裝置所需測量土樣的體積較大，且測定低含水率土樣中的溶質遷移曲線耗時太長。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種土壤溶質運移參數測量裝置及測量方法，能夠保留土樣的原有狀態，且測量周期短，測量結果的準確性高。

第一方面，本發明提供一種土壤溶質運移參數測量裝置，包括：供液裝置、土柱、液體收集器和數據采集器；

所述供液裝置包括蠕動泵、第一連接件、若干供液瓶以及與若干所述供液瓶分別連接的若干第二連接件；所述第二連接件連接所述第一連接件，所述第一連接件連接所述蠕動泵，所述蠕動泵通過管路連接所述土柱；

所述土柱豎直放置，其內部填充有測量土樣，所述土柱的側壁設置有至少一個傳感器探針，所述傳感器探針插置于所述測量土樣中；所述土柱的上部和下部分別設置有連通所述液體收集器的頂蓋和連通所述蠕動泵的底蓋，所述頂蓋和所述底蓋均由密封層和過濾層疊合組成，所述過濾層用于均勻分散液體；

所述數據采集器通過連接線與所述傳感器探針連接。

可選的，當所述傳感器探針的數量為N個，N為整數且N≥2時，N個所述傳感器探針均勻設置于所述土柱的側壁上。

可選的，所述過濾層包括：內置挖槽的蓋子、快速濾紙以及多孔篩板；其中，所述挖槽的直徑與所述土柱的內徑相同，以便提供緩沖保護裝置。

第二方面，本發明提供一種土壤溶質運移參數測量方法，應用于第一方面所述的土壤溶質運移參數測量裝置，所述方法包括：

通過所述供液裝置向所述土柱通入第一液體，同時，利用所述傳感器探針周期性采集所述土柱中所述測量土樣的測量數據；

當所采集的測量數據變化率低于預設閾值時，利用所述供液裝置向所述土柱通入第二液體，記錄當前通入所述第二液體的時間點；

當所述第二液體的通入時間到達第一預設時間時，利用所述供液裝置向所述土柱通入第一液體，記錄當前通入所述第一液體的時間點；

當所述第一液體的通入時間到達第二預設時間時，關閉所述供液裝置，以停止向所述土柱供液；

通過所述傳感器探針獲取所記錄的時間點對應的測量數據，并根據所獲取的測量數據計算所述測量土樣的運移參數。