[发明专利]一种对原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统

说明书

本发明公开了一种对原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统，所述原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统主要由两个部分组成，包括原状土柱淋滤装置和数据实时采集、处理系统；所述原状土柱淋滤装置主要包括供液箱、样品舱室、滤液箱、循环箱等4部分，所述数据实时采集、处理系统主要包括水盐传感器探针、离子检测传感器探头、X射线荧光系统、各自适配的传感器、计算机数据处理器。该淋滤装置自动化程度高，涉及对天然状态下原状黄土的淋滤试验，同时通过巧妙的设计保证淋滤过程中的密封效果。

技术领域

本发明涉及一种对原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统，涉及淋滤设备技术领域。

背景技术

黄土作为第四纪以来形成的特殊沉积物，受其多孔隙、弱胶结、强水敏性等特征，极易受到地表水入渗影响而发生地质灾害。随着黄土地区工业化及城市化进程的推进，工业废水、煤矿废水、城市污水等弱酸性水溶蚀黄土诱发灾害的问题将会日益严重。碳酸盐胶结物极易在弱酸性水作用下发生化学溶蚀而流失，引起黄土力学性质大幅劣化，进而诱发有别于中性水入渗的特殊黄土地质灾害。因此探究弱酸性水入渗原状黄土的水盐迁移及元素滤失过程尤为必要，而原位测试虽能满足要求，但干扰因素众多且成本相对较高，因此室内土柱淋滤试验是一个行之有效的方法。

公开号为CN109187928A的发明专利申请公开了一种土柱模拟酸雨淋滤装置，该土柱模拟酸雨淋滤装置包括淋滤柱、支架、淋滤液收集瓶、恒流蠕动泵和模拟酸雨容器。所述装置简单易制作，取样操作方便，成本低廉，同一支架可固定多个淋滤柱，能实现对淋滤实验结果的横向对比；但是该装置仅是将单一功能的不同设备进行机械地组合，以达到对试验样品的淋滤或其他处理效果；同时现有淋滤装置针对的试验样品多为重塑土壤颗粒，因此对土壤颗粒及其他粉末状样品与淋滤液的均匀作用进行了诸多技术探索，却极少涉及天然状态下原状黄土的淋滤试验；

公开号为CN108241050A的发明专利申请公开了一种往复式淋滤实验装置及实验方法，该装置包括实验载台、淋滤装置和监控装置，该装置可模拟多层介质叠加作用下的复杂地质体情况，可通过对被淋滤后介质的实验实现目标元素总量的加和计算验证，同时该装置自动化程度较高；但是该装置经过淋滤等相关处理后，在对试验样品进行后续相关测试的过程中，淋滤后的试验样品极易受到外界因素的干扰且测试结果无法及时反馈。

为了克服上述缺陷，申请人自主研发了一套集淋滤、数据实时采集和处理于一体的高度自动化、系统化淋滤系统。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对上述存在的问题，提供一种对原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统，通过在土柱及滤失液收集装置内布设传感器，设置X射线荧光系统的方式，能够实现淋滤过程中水盐、元素成分的实时检测，并配套计算机处理器，可人为设置采取数据的时间间隔，并将数据进行及时处理及反馈，降低了淋滤后测试样品过程中外界因素的干扰；通过巧妙地设置试验样品储存舱室的形式及闭合装样的方式，可开展原状黄土试样淋滤试验，更加符合土壤在自然条件下的赋存状态，且利用箍环、密封条等手段可保证淋滤过程中的密封效果，使淋滤试验结果更具可信度；将循环箱、供液箱、样品舱室等淋滤装置主要设备有机地结合：供液箱上的液位控制继电器配合2个液位点对水箱内的水位进行监测，并与循环箱上的水泵连接，控制水泵在特定的条件下对供液箱进行补水，样品舱室上的溢流口可使多余淋滤液运送至循环箱内，因此在初次提供足够淋滤液后便无需再向系统供水，彻底解放了人力。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种对原状黄土水盐迁移及元素滤失过程监测的淋滤系统，所述系统包括原状土柱淋滤装置和数据实时采集、处理系统；

所述原状土柱淋滤装置主要包括供液箱、样品舱室、循环箱、滤液箱等4部分，所述样品舱室是由箍环将两瓣圆弧形模具拼接而成，由于两瓣圆弧形模具具有一定的厚度，根据原状土柱的高度在相应位置分别制作两个圆弧形凹槽，用来放置透水石；在一瓣圆弧形模具上方设有溢流口，溢流口与导水管连接，将多余的液体输送至循环箱中以便循环使用；