[实用新型]一种可旋转串联式土柱试验装置

说明书

本实用新型公开了一种可旋转串联式土柱试验装置，属于农业水土工程和农业面源污染控制技术领域。本实用新型包括进水单元、支撑单元和土柱单元，支撑单元包括支撑杆、上支撑部件和底座，上支撑部件安装于支撑杆上；土柱单元包括顶层筒体、底层筒体和顶盖，顶层筒体的底部设置有漏水板，顶盖设置于顶层筒体的顶部，且顶盖上设置有进水口，底层筒体设置于顶层筒体的下部，各筒体和顶盖转动安装于支撑杆上；进水单元包括马氏瓶和进水导管，马氏瓶设置于上支撑部件的上表面，通过进水导管与土柱单元的进水口相连。本实用新型不仅可以实现土样分层采集以及填样，还可以实现渗滤液分层采样，大大提高了试验便利性。

技术领域

本实用新型涉及的是一种可旋转串联式土柱试验装置，属于农业水土工程和农业面源污染控制技术领域。

背景技术

上个世纪60年代以来，我国水体富营养化严重，面源污染是导致水体富营养化的主要原因，占比达到80-90％，其中农业面源污染占60-70％。农业活动产生的面源污染物流失，一部分是通过降雨产生径流，污染物随着地表径流过程进入水环境中；另一部分污染物累积在土壤中，通过土壤垂向迁移，进入地下水。目前我国核算农业活动产生污染物流失主要集中在地表径流，对淋溶进入地下水的污染物核算存在一定缺失。因此，深入研究土壤中水文情况以及氮磷淋失特征十分重要，土柱试验则是开展土壤溶质运移研究和采集土壤中土壤溶液的一个重要方法。

早期土柱实验主要用于水文地质研究，即地下水的研究，包括地下水的分布和形成规律、饱水带及包气带中水分和溶质的运动、地下水的物理性质和化学成分等。20世纪初至四十年代，土柱实验开始用于土壤中物质与物质的化学过程研究及溶质运移研究，包括分析多孔介质中流体的油动力学特性和渗透性等。从20世纪50年代开始，学者们依靠土壤柱实验，在水文地质、农业和土壤科学方面开展了大量研究工作。至今，土柱实验是研究土壤和地下水中污染物迁移转化规律的重要手段，它广泛应用于水利、农业、土壤科学等研究领域，其主要目的是模拟研究溶质迁移过程，进而用于研究相同水文地质条件下的土壤及地下水污染问题。

目前虽然利用土柱试验开展土壤水分、溶质运移研究的较多，但也能发现现有的土柱试验存在着不少缺陷。例如，公开号为CN207423761U公开了一种用于模拟滴灌入渗的室内土柱试验装置，该装置基于大直径土柱包括支架、试验土柱装置和供水装置。土柱装置是将两个半圆土柱筒扣合在一起，内部设有透水隔板。该装置结构简单、后期清洗方便，但是存在土壤装填困难、各层土壤紧实度难保障等问题。CN107748078A公开了一种均匀淋滤且可分层取样的土柱装置，该装置包括供液瓶、积液瓶、支撑杆、第一土柱体和第二土柱体。第一土柱与第二土柱之间通过一定长度的导管相连接，虽然可以拆卸但破坏了供试土壤各层固有的连续性，且存在各层滤液流速不均一等问题，并不能真正反映污染物的垂向迁移特征，试验效果差。公开号为CN107063761A公开了一种高效土柱试验装置研究土壤溶质运移，该装置包括工作台，设置在工作台上的支架、若干收纳柱、以及收集瓶与真空抽取装置。该装置可实现多组土柱的底部土壤溶液的采集，但是并未设置土柱中间体的土壤取样口，导致不能很好地模拟溶质的迁移过程变化。因此，有必要提供一种可分层采样、分层填样的土柱试验装置来解决上述问题。

实用新型内容

1.要解决的问题

为了解决实际过程中出现的分层试验不方便的问题，本实用新型提供一种新型串联式土柱装置进行室内试验。本实用新型由进水单元、支撑单元和土柱单元组成，进水单元滑动安装于支撑单元上，土柱单元转动安装在支撑单元上，土柱单元各筒体侧部设置有取样口，不仅可以实现土样分层采集以及填样，还可以实现渗滤液分层采样，大大提高了试验便利性。

2.技术方案

本实用新型采用以下技术方案：