[实用新型]一种浅层地下咸水低温蒸发实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浅层地下水低温蒸发实验装置，尤其是针对盐碱地区浅层地下咸水 的低温蒸发实验装置。

背景技术

我国是一个干旱缺水严重的国家，可利用的水资源有限，按照国际标准，我国目前有16 个省区重度缺水，6个省区极度缺水，其中京津冀人均水资源仅为286m³，远低于国际公认的 人均500m³的极度缺水标准。水分是植物生长的必要条件，充足的水分可以保证植物的正常 生长不受影响。植物主要通过根系吸收土壤中的水分，以维持自身的生理功能。

由于水资源的短缺，目前对于非常规水资源的开发力度逐渐加大，诸如地下咸水、海水、 雨水等非常规水资源都成为了缓解缺水问题的主要选择。在滨海地区，仍然有大量的地下咸 水没有得到利用，而地下水矿化度过高也是造成该地区次生盐碱化的重要原因。以天津市为 例，天津市约80％的平原地区都有地下咸水区，其中矿化度在1-5g/L的地下水共有2.28亿 m³，其储量大、一般埋深较浅，因而具有较大的开发利用价值。

目前农业上采用电热、太阳能加热等技术加热土壤，这一类型的加热方式主要在于提高 表层土壤的温度，主要用于育苗、除虫、反季节种植，并不涉及浅层地下水的淡化利用。公 开号为CN204168836U的实用新型专利公开了一种用于果树种植棚的土壤加热装置，包括了 包含有与地面接触并且用于支撑作用的平板、与平板转动式联接的钻头、设置在钻头上的通 液管、设置在通液管与加热源体之间的连接嘴，钻头转动在土壤中钻出成孔并且把通液管植 入到土壤中，加热源体的热能通过通液管释放，以此来达到加热土壤的目的。该装置利用外 部热源加热表层土壤用于农业种植，并不涉及地下咸水的利用。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种浅层地下咸水低温蒸发实验装置， 克服现有技术中地下咸水没有得到利用的问题。

本实用新型的技术方案是：一种浅层地下咸水低温蒸发实验装置，包括装置本体，所述 装置本体包括箱体，箱体两侧设有地下水位调节槽，箱体两侧靠近底部位置开有水位调节孔 与地下水位调节槽相通，箱体内水位调节孔区域高度内填充有细沙层，细沙层以上是土壤层， 在细沙层上方的土壤层埋设有加热线，加热线附近设置有温度探测器，加热线与温度探测器 分别通过电线与温控开关相连接，加热线上方埋设有数据采集探针，数据采集探针与数据收 集器相连。

所述水位调节孔由直径5mm的小孔组成，水位调节孔距底面总高度为5cm。

所述加热线采用U型铺设方式埋设，在U型的拐角处加设有固定元件，所述温度探测器 设置于加热线U型区域内。

所述温控开关具有数显功能。

所述数据采集探针为三个，分别安放在距离加热线垂直高度20cm，40cm，60cm处。

所述加热线由碳纤维材料制造而成，碳纤维材料外部覆盖有绝缘保护层、PVC保护套。

本实用新型的有益效果为：本实用新型装置通过室内模拟盐碱土地下咸水在低温蒸发条 件下水盐运移，其低温蒸发方式是温度探测器探测加热线温度，反馈到温度控制器，温度控 制器闭合或断开来控制加热线工作，从而达到将加热温度控制在一定范围内，达到低温蒸发 的目的。由于直接在地下水与土壤界面间进行低温蒸发，热量直接作用于蒸发区域，减少了 能量传递消耗，直接提高了界面温度，有更好的蒸发效果。因加热线工作温度较低，发热功 率也较低，每天运行所需电量也就较少，整套装置每天总耗电量不到1度电，总体运行成本 较低。根据数据采集探针得到的监测数据，在装置运行期间，土壤水势(表征土壤含水量) 增加幅度明显。本实用新型装置模拟了滨海盐碱地区浅层地下咸水以低温蒸发的方式进行淡 化，淡化后的水蒸气向土壤上层运动凝结，进一步为土壤表层植物利用，在实验室阶段证实 其可行性，为滨海盐碱地区的生态需水提供新的途径。

附图说明

图1是浅层地下咸水低温蒸发实验装置结构示意图；

图2是箱体和地下水位调节槽立体图；

图3是图1纵剖面图；

其中：1地下水位调节槽、2加热线、3数据采集探针、4土壤、5数据收集器、6普通电 线、7外接电源、8温控开关、9温度探测器、10水位调节孔、11箱体。

具体实施方式