土壤溶质运移大型土柱串联模拟装置

摘要

本发明涉及一种土壤溶质运移大型土柱串联模拟装置，属于水利工程领域，其IPC国际专利分类号为E02B 1/00，E02D 33/00。一种土壤溶质运移大型土柱串联模拟装置，包括供水系统、模拟土柱、采样系统、串联装置、排水系统、数据采集及控制系统；所述供水系统包括供水蠕动泵和供水管；所述模拟土柱包括多个大型土柱；所述采样系统包括水样取样口、取样管、取样泵和取样容器；所述串联装置包括串联加压供水设备和串联多个大型土柱的供水管，该串联加压供水设备优选蠕动泵；排水系统包括电磁阀和排水管；数据采集及控制系统包括电缆、土壤水分传感器、数据采集控制器和计算机。该模拟装置适合于大尺度土壤剖面溶质运移模拟研究，而且，模拟精度更高、投资更省、施工更简便。

主权项

一种土壤溶质运移大型土柱串联模拟装置及模拟方法，包括供水系统、模拟土柱、采样系统、串联装置、排水系统、数据采集及控制系统；所述供水系统包括供水蠕动泵(1)和供水管(2)；所述模拟土柱包括多个大型土柱(3)，每个大型土柱3的高度为2～3m，内径不小于0.5m，壁厚不小于10mm；所述采样系统包括水样取样口(5)、取样管(6)、取样泵(7)和取样容器(8)；所述串联装置包括串联加压供水设备(10)和串联多个大型土柱(3)的供水管；排水系统包括电磁阀(13)和排水管(14)；数据采集及控制系统包括电缆(15)、土壤水分传感器(16)、数据采集控制器(17)和计算机(18)；其中，供水蠕动泵(1)通过供水管(2)为模拟土柱供水，供水管2采用硅胶管或有机玻璃管；大型土柱(3)上口与大气连通，其中第一个大型土柱(3)在靠近最上端的管壁上设置有溢流口(4)，溢流口(4)与排水管(14)连通；大型土柱(3)上设置多个水样取样口(5)，用于导出水样，所述水样取样口(5)采用有机玻璃螺纹接口连接，内置橡胶塞，橡胶塞内侧为放置120目滤网，橡胶塞中插入有机玻璃；取样管(6)将多个水样取样口(5)导出的水样导出到取样泵(7)，所述取样泵(7)饱和时采用多通道蠕动泵，非饱和时采用真空泵；所述取样泵(7)连接有取样容器(8)，用于保存水样；大型土柱(3)的底部设有反滤层(9)，厚度一般不小于30cm，采用细砂和级配碎石主要用于过滤土壤颗粒；所述多个大型土柱(3)利用供水管串联供水，其中，在第一和第二个大型土柱(3)之间设置串联加压供水设备(10)，将第一个大型土柱(3)经过反滤层(9)反滤后的渗滤溶液加压泵送到后面的大型土柱(3)上端的供水及进排气设备(12)，所述供水及进排气设备(12)由进排气阀和三通组成；有机玻璃盖(11)盖在大型土柱(3)上口，起到密闭的作用，有机玻璃盖(11)与供水及进排气设备(12)采用螺纹口连接；每个大型土柱(3)下部设有电磁阀(13)，所述电池阀(13)控制大型土柱(3)将水排入排水管(14)；所述电缆(15)包括供电线和信号线，用于供电、控制电磁阀(13)的开闭、传输土壤水分传感器(16)的数据，土壤水分传感器(16)为土壤水分时域反射仪探头，设置在大型土柱(3)的不同断面上；数据采集控制器(17)用于采集土壤水分传感器(16)和取样泵(7)的数据，并控制供水蠕动泵(1)、串联加压供水设备(10)、电磁阀(13)；计算机(18)与所述数据采集控制器(17)连接。