[发明专利]一种降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置

说明书

本发明公开了一种降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置，包括土壤观测单元，所述土壤观测单元包括土柱箱，所述土柱箱内设置有土壤，所述土壤观测单元上方设置有模拟降雨环境的降雨模块，所述土壤观测单元侧壁设置有用于测定土壤水分、负压的检测模块和用于采集不同深度土壤溶质的取样模块，所述土壤观测单元下端连有用于收集土壤渗漏液的抽气模块。本发明的一种降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置，通过测定集水单元内的土壤水分、负压、溶质浓度变化特征，包括水量和发生时间，明确不同降雨条件下，不同土壤质地、不同特定深度的不饱和层状非均质土壤中溶质运移特征，为饱和层状非均质土壤中溶质运移分析提供试验依据。

技术领域

本发明涉及一种降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置，属于非饱和土技术领域。

背景技术

溶质迁移性是指溶质随渗透水在土壤中沿垂直剖面向下的运动，是溶质在水-土壤颗粒之间吸附-解吸或分配的一种综合行为。溶质的移动性能，是评价溶质是否会进入地下水及土壤环境污染影响的重要判断依据之一。因此，搞清降水或田间灌溉条件下溶质在不同分层特性土壤中的移动特性，有利于阐明溶质在土壤中的迁移转化机制，并为溶质的风险评价提供理论依据。

降雨作用下土壤溶质运移特征是开展土壤、地下水污染防治与修复研究必不可少的重要过程。不饱和状态下层状非均质农田土壤中溶质运移获得方式多年来一直未能明确，主要采用数学模型模拟方式、土壤穿透曲线变化过程、土壤水势差值等方式进行估算，所获得数值变化较大，通用性不足，仅可进行自我比较分析。农田土壤溶质运移直接观测方法只是在均质层开展过独立观测，缺乏降雨作用下整个层状非均质土壤中溶质运移的系统性观测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以系统的开展层状非均质土壤中溶质运移过程的详细观测研究，可以获得不同层面角度、不同土壤质地、不同降雨条件下的不同土壤深度截面的不饱和层状非均质土壤中溶质运移特征的降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种降雨作用下土壤中溶质运移模拟观测装置，包括土壤观测单元，所述土壤观测单元包括土柱箱，所述土柱箱内设置有土壤，所述土壤观测单元上方设置有模拟降雨环境的降雨模块，所述土壤观测单元侧壁设置有用于测定土壤水分、负压的检测模块和用于采集不同深度土壤溶质的取样模块，所述土壤观测单元下端连有用于收集土壤渗漏液的抽气模块。

所述降雨模块包括供水瓶，抽水泵的进液口连有所述供水瓶，出液口通过软管连有降雨筛，所述降雨筛横截面尺寸与所述土柱箱横截面尺寸相同，所述降雨筛上纵横排列有出水孔，所述降雨筛的筛面粘附有胶皮。

所述土柱箱侧壁上设置有侧壁径流阀门，所述侧壁径流阀门连通有径流量测量杯，所述径流量测量杯设置在所述径流收集固定平台上，所述土柱箱底部开设有渗漏口，所述土柱箱下方设置有挡土板，所述挡土板上设置有渗漏孔。

所述土柱箱上端连有圆柱构件，所述圆柱构件内设置有抗水压冲击板，所述抗水压冲击板上设置有筛孔。

所述检测模块包括沿着所述土柱箱侧壁设置的探头，所述探头通过探头连接线与计算机相连。

所述取样模块包括多个从土体顶部到土体底部依次相邻放置的取样瓶，取样瓶左端为陶土头，陶土头埋设在土柱箱内，取样瓶连有抽气泵。

所述圆柱构件内设置有降雨容器，所述降雨容器顶部设置有压力控制管，所述压力控制管上设置有压力控制阀，所述压力控制管的尾部连接有空气压缩机。

所述降雨容器的顶部内壁上设置有用于对土柱表面的水位进行实时监测的水位尺。

所述土柱箱侧壁下部通过水管连有马氏瓶。

所述取样模块包括多个从土体顶部到土体底部依次相邻放置的取样瓶，取样瓶左端为陶土头，陶土头埋设在土柱箱内，取样瓶右端连有抽气泵。