[实用新型]一种模拟内陆盐碱地水盐运动的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟内陆盐碱地水盐运动的实验装置，并利用该装置进行了盐碱地水热盐的运移模拟,实验装置包括装填待测盐碱地土体的土箱及两侧的水箱、放置在土柱顶端的蒸发箱、可移动的管网式降雨模拟装置、设置在土箱内部的水分、盐分、土壤水势和温度传感器构成的在线监测系统。结构简单,易操作,数据能够实时检测记录，可用于进行室内模拟滨海地区盐碱地土壤盐分、水分和热量运移实验,并且测定结果准确,为滨海盐碱地治理提供可靠的基础数据和技术支持。

技术领域

本实用新型涉及一种模拟内陆盐碱地水盐运动的实验装置，尤其涉及滨海地区不同气候条件下盐碱地中水热盐的运移和再分配研究，属于农田水利工程的科研仪器领域。

背景技术

天津滨海地区土壤盐渍化问题比较严重，根据其成因分类，盐渍化土主要为滨海盐渍土、内陆盐渍土和次生盐渍土3种类型。津滨海地区属于海退地，土壤和潜水原生含盐量较高，加上地势低平，地下水位埋深浅，在半干旱气候条件下，蒸发强烈，盐分大量向土壤表层累积，导致土壤次生盐渍化现象分布广泛，滨海地区盐渍化土壤占该地区总面积的74.7％。由此导致滨海地区植被等生物多样性减退乃至整个生态系统退化加剧，极大的制约了滨海地区生态系统的功能恢复。

室内土箱实验主要用于研究土壤水热盐运移规律，多应用于农业、环境领域。国内外学者通常通过室内外土柱模型试验，基于达西渗透定律，研究原状土柱或填装土柱中水的流动规律，从而获得诸如污染物离子的迁移规律、饱和土的渗透特性、非饱和土渗流规律、包括研究毛细阻滞土柱的渗流规律、测定非饱和土渗透系数、研究非饱和土降雨入渗规律、研宄蒸发条件下非饱和土渗流规律、研究毛细水作用下土体中水分迁移规律、测定非饱和土土水特征曲线等，可用于垃圾填埋场防渗垫层和终场覆盖层、边坡、土壤污染物治理等工程实践中。土柱试验装置一般包括土柱模型、测量系统、蒸发装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对天津滨海平原盐碱地问题设计一套室内模拟盐碱地水热盐运移的装置，利用该装置研究蒸发条件下的土壤水热盐运移规律。本实用新型装置简单易操作，试验条件易控制，同时模拟结果与实际情况相似度高，测定结果准确，为天津滨海地区闫家地的基础研究以及治理提供理论支持。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种模拟内陆盐碱地水盐运动的实验装置的实验装置，包括土箱、水箱、在线监测系统，其中，所述土箱侧壁的底部通过有孔板连接水箱。所述蒸发强度控制箱固定在所述土柱的顶部并与土柱连通,土箱正面开孔分别用于安装测定土柱内土壤水分、盐分和温度的水分传感器。

其中，土箱用于装填带模拟盐碱地的土地；水箱用于承装实验室配置的模拟地下水，该地下水与天津滨海地区地下水矿化度相同，同时，水箱通过蠕动泵和水位传感器为土箱稳定供水，保持地下水位恒定；蒸发箱用于控制土箱内土壤的水面蒸发强度，模拟日光辐射。

土箱为2cm厚的透明有机玻璃制成的长方体，顶部敞开，长150cm，宽30cm，高150cm，土箱两侧底部至40cm高处的一段设计为均匀布孔的结构，与水箱形成水力联系，保证模拟地下水水位稳定，孔径为2cm。土箱底部填充沙子形成反滤层,用于防止土箱内土壤外流，为防止底部沙子从孔中漏出，在土箱两侧多孔结构外设置一个由纱网制成的挡板。

土箱正面一面均匀的布孔用于插入水分、温度、盐分传感器探头，共6排孔，每排5个孔，孔与孔上下左右之间间隔均为20cm，每个孔都用橡胶塞堵着，橡胶塞上面穿小孔，能够穿过电线探头。经过对盐渍土土壤剖面观察及实验，将土箱内土壤进行分三层填装，0-10cm、 10-40cm及40-80cm。本实验共需要9个三参数探头，分布在每一层的中间位置，即5cm、25cm、 60cm深处，每一层插入三个探头，探头之间横向间隔40cm，探头的位置是轴对称分布的，即中间一竖排探头位于土箱正中间，两侧间隔40cm处为另外两竖排探头。