[实用新型]一种模拟冻融循环对反应性溶质迁移影响的土柱实验系统

说明书

本实用新型涉及室内实验模拟及数据监测技术领域，尤其涉及一种模拟冻融循环对反应性溶质迁移影响的土柱实验系统，包括：溶质进样器、蠕动泵、第一支撑架、土柱、控温设备、第二支架和样品接收器，其中：所述溶质进样器为两组，两组溶质进样器分别通过第一导管、第二导管与所述土柱的进水口连接，且第一导管和第二导管上均设置所述蠕动泵，所述第一支撑架固定在控温设备中，所述土柱固定在第一支撑架上，所述第二支架位于控温设备外部，且土柱的出水口与第三导管的一端连接，所述第三导管固定在第二支架上，所述样品接收器与第三导管的另一端连接。所述用于模拟反应性溶质迁移的土柱实验系统能够在室内实现模拟冻融循环对反应性溶质迁移的影响。

技术领域

本实用新型涉及室内实验模拟和数据监测的技术领域，尤其涉及一种用于室内模拟冻融循环对反应性溶质迁移影响的土柱实验系统。

背景技术

土壤中溶质运移问题一直是地球关键带科学中面临的主要挑战之一。反应性溶质运移是地球关键带中普遍存在的地球化学过程，其本质上是表层岩土多孔介质中溶质与溶质之间以及溶质与富含氧气和二氧化碳的水之间反应，并发生迁移或被生物利用的过程。反应性溶质迁移通常会伴随着矿质元素反应、迁移和转化，进而对地球表层岩土介质土壤理化性质演变，全球碳循环过程乃至气候变化等产生一定的反馈和响应。环境因子及多孔介质结构的变化对反应性溶质的反应速率及流场具有显著影响，这种影响在环境异质性、土壤异质性以及具有典型冻融循环特征的高寒区尤为显著。因此，在高寒区关于反应性溶质迁移的研究非常少。这很大一部原因在于目前还没有一套完善的实验系统能够在室内模拟冻融循环影响下的反应性溶质迁移行为。

实用新型内容

针对上述的问题，本实用新型提供了一套成熟的反应性溶质迁移土柱实验系统，该实验系统能够在室内实现模拟冻融循环对反应性溶质迁移的影响。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种模拟冻融循环对反应性溶质迁移影响的土柱实验系统，包括：反应性溶质进样器、蠕动泵、自主设计的PVC柱及支架、控温设备、全自动样品接收器与第二支撑架，其中：所述反应性溶质进样器为两组，两组溶质进样器分别通过第一导管、第二导管与所述PVC柱的进水口连接，且第一导管和第二导管上均设置所述蠕动泵提供压力，以便于将溶质进样器中的反应性溶质溶液输送至PVC柱中。所述支撑架固定在控温设备中，所述PVC柱固定在第一支撑架上，所述样品接收器位于控温设备外部，且PVC柱的出水口与第三导管的一端连接，所述第三导管固定在样品接收器和第二支撑架上，所述样品接收器与第三导管的另一端连接。

进一步地，所述PVC柱内充填多孔介质，多孔介质选择包括石英砂和玻璃珠等理想多孔介质以及真实土壤介质。其中，理想多孔介质可以填充均匀结构柱体和非均质性结构柱体，真实土壤介质可以根据实际情景和研究内容设计不同的填装方式，从而开展反应性溶质迁移对不同介质类型和介质结构的响应研究。

进一步地，所述进水口的数量不少于两个，每个进水口都通过导管与单独的溶质进样器连接，以便于研究单一溶质以及多个反应性溶质迁移行为。

进一步地，所述第一导管、第二导管、第三导管均为塑料软管，其主要作用为作为溶质的传输通道。

进一步地，所述样品接收器为自动样品接收器，通过时间设置和流量设置，使样品接收器自动进行等时间和等流量的样品收集。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该实验系统能填补空白，在室内搭建一套温度可控的反应性迁移柱实验，能够在室内实现模拟冻融循环对反应性溶质迁移的影响，对于研究高寒区土壤中溶质反应性迁移的动力学规律提供了可能。除此之外，本实用新型将控温实验与室内反应迁移实验相结合，增加室内迁移实验系统的温度控制装置，来模拟高寒区冻融循环对反应性溶质迁移的影响。这也是室内反应性迁移实验与控温实验的首次结合。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。