[实用新型]土壤淋溶柱及土壤淋溶模拟系统有效
申请号: | 201720523948.4 | 申请日: | 2017-05-11 |
公开(公告)号: | CN206684018U | 公开(公告)日: | 2017-11-28 |
发明(设计)人: | 张春雪;杨波;郑向群 | 申请(专利权)人: | 农业部环境保护科研监测所 |
主分类号: | G01N17/00 | 分类号: | G01N17/00;G01N1/10 |
代理公司: | 北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371 | 代理人: | 吴开磊 |
地址: | 300191*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 土壤 淋溶柱 模拟 系统 | ||
技术领域
本实用新型涉及土壤研究技术领域,具体而言,涉及一种土壤淋溶柱及土壤淋溶模拟系统。
背景技术
地下水作为工业、农业和居民用水的重要来源,其质量状况对经济社会发展以及居民身体健康有着重要影响。我国是农业大国,也是世界上使用化肥最多的国家之一。在农业生产过程中施用的氮肥,仅有30-40%被作物吸收利用,其余大部分通过径流、淋溶、挥发等各种途径存留于自然环境,其中,淋溶过程是造成地下水(特别是浅层地下水)氮素含量超标的一个重要因素,严重影响水环境健康,限制我国社会可持续发展。
目前,我国大部分农业种植区都存在土壤氮素淋失和地下水污染问题。地下水的情况是影响土壤淋溶过程(氮素淋失)的重要因素之一,而土壤淋溶过程又是引发地下水污染的重要来源之一,可见地下水污染和土壤淋溶过程这两者情况之间有着密切的互作机制。现有技术中,关于土壤淋溶过程的研究以“水力”影响因素为主,现有的土壤淋溶模拟系统通常以“上覆水”(例如降雨或灌溉)淋洗的方式研究土壤淋溶过程。
然而,现有的装置无法模拟不同地下水水位变化影响土壤淋溶的过程,不便于对地下水水位变化引起的农田氮素淋失过程进行研究,因此如何提供一种土壤淋溶柱及土壤淋溶模拟系统,能够用于实验模拟地下水水位变化引发的农田氮素淋失过程,从而为土壤淋溶过程及对地下水污染控制提供理论依据,同时对于指导农业生产和农田污染防治具有重要意义。
有鉴于此,特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种土壤淋溶柱及土壤淋溶模拟系统,以改善现有的装置无法模拟不同地下水水位变化影响土壤淋溶过程的技术问题。
为了实现本实用新型的上述目的,特采用以下技术方案:
本实用新型提供一种土壤淋溶柱,包括第一柱体及与其连通的第二柱体,所述第一柱体与所述第二柱体的交界处设置有相界面多孔隔板;所述第一柱体用于注入模拟地下水,所述第二柱体用于填充土壤;所述第一柱体的不同高度处设置有取水口,所述第二柱体的底部设置有出水多孔隔板和滤膜、且连接淋溶液收集槽。
具体地,所述第一柱体和所述第二柱体的交界处与所述相界面多孔隔板相邻设置有活动挡板,所述活动挡板用于打开或封闭所述相界面多孔隔板。
进一步地,所述第二柱体的顶部设置有进水多孔隔板和进水滤膜。
进一步地,所述第一柱体上设置有刻度。
可选地,所述第二柱体上设置有刻度。
更进一步地,所述第一柱体为L型结构、且底面为平面,所述第一柱体和所述第二柱体的横截面均为矩形。
与现有技术相比,本实用新型提供的土壤淋溶柱具有如下优势:
本实用新型提供一种土壤淋溶柱,包括第一柱体及与其连通的第二柱体,第一柱体与第二柱体的交界处设置有相界面多孔隔板;第一柱体用于注入模拟地下水,第二柱体用于填充土壤;第一柱体的不同高度处设置有取水口,第二柱体的底部设置有出水多孔隔板和出水滤膜、且连接淋溶液收集槽。由此分析可知,本实用新型提供的土壤淋溶柱中,由于包括第一柱体及与其连通的第二柱体,第一柱体与第二柱体的交界处设置有相界面多孔隔板,因此通过向第一柱体中注入模拟地下水至预期水位高度后,模拟地下水流过相界面多孔隔板后对第二柱体内的土壤进行由下至上的反洗,这种以“下浸水”的方式对第二柱体内的土壤进行淋洗的过程,能够科学地模拟地下水对土壤淋溶过程的影响;另外,由于第一柱体的不同高度处设置有取水口,第二柱体的底部设置有出水多孔隔板和出水滤膜、且连接淋溶液收集槽,因此能够通过不同高度的取水口定期采集水样,同时出水多孔隔板和出水滤膜能够避免土壤流失且允许淋溶液流过,再通过淋溶液收集槽定期采集土壤淋溶液,然后对样品进行检测及数据分析;与现有技术相比,本实用新型提供的土壤淋溶柱可以根据需要向第一柱体内注入不同高度的模拟地下水,因此能够实现模拟不同地下水水位条件下的土壤淋溶过程,通过相应的检测和数据分析,为剖析不同地下水水位条件下土壤成分的淋失规律、形态转变与空间分布特征提供科学手段,对于指导农业生产与农田污染防治工作具有重要意义。
本实用新型还提供一种土壤淋溶模拟系统,包括上述土壤淋溶柱,还包括与所述土壤淋溶柱的所述第一柱体顶端通过管路连通的模拟地下水供应装置。
本实用新型提供的土壤淋溶模拟系统与上述土壤淋溶柱相对于现有技术所具有的优势相同;此外,本实用新型土壤淋溶模拟系统能够进行不同浅层地下水水位高度的设置,完成变水位条件下的土壤淋溶过程的模拟实验,具有更强的实用性和普遍性。
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