[发明专利]基于土壤水盐运移规律的土柱模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤监测技术，特别涉及一种基于土壤水盐运移规律的土柱模拟装置。

背景技术

土地是人类赖以生存及其一切社会活动的基本条件，随着现代工业的迅速发展，工业用地的需求越来越大，而世界人口的不断增加，对农业耕地的需求也越来越大，使得工农业在土地的使用上产生不可调和的矛盾。因而，提高有限土地内农作物的产量，是解决矛盾的有效方法之一，而通过施肥为作物提供适量的矿质养分元素，是保障农作物产量、质量的根本措施之一。据统计，全球每年施入农田的肥料数以千万吨，但在实际应用中，由于过度地施肥，又容易导致土壤板结化以及土壤盐碱化，反过来又直接影响了粮食生产并导致严重的环境污染，是农业开发和农业可持续发展的重大限制条件和障碍因素。

土壤盐碱化形成的盐碱土是土壤中可溶性盐类或代换性钠离子浓度达到一定程度后，农作物难以生长的一类土壤，水盐运移是盐碱土形成的一个重要因素，即盐随水来，盐随水去，也就是说，由于盐碱区成土母质和地下水往往都含有一定的盐分，当地下水位接近地表，而该地表地区又比较干旱时，在土壤毛细管作用下上升到地表的地下水蒸发后，留下溶解在地下水中的盐分，日积月累，使得土壤含盐量逐渐增加，从而形成盐碱土。

研究表明，土壤中水盐的运移受灌溉、降雨、施肥、土壤蒸发、土地利用等因素影响，土壤水盐运移规律、机理极其复杂，难以摸清。因而，加强土壤水盐系统研究，了解土壤中水盐平衡变化规律，可为土壤盐碱化的监测、评价、治理提供必要的基础，以期指导农业生产。

现有技术中，室内土柱模拟实验作为一种常规水盐试验方法，常用来模拟土壤水盐运移规律，但现有的土柱模拟试验装置，主要存在以下几个方面的技术问题：

一、模拟试验功能简单，满足水盐试验功能需要多套装置，成本高。

现有的土柱模拟试验装置，针对入渗试验或蒸发试验功能，分别设计土柱入渗模拟试验装置以及土柱蒸发模拟试验装置，每一模拟实验装置只能分别用于开展水分入渗过程中土壤水盐运移试验，或者，只能进行简单的蒸发试验，由于需要针对入渗试验以及蒸发试验，分别设计模拟试验装置，使得模拟试验成本较高；进一步地，在入渗试验结束后，无法得到满足后续的蒸发试验需要的不扰动试样，也无法模拟在固定地下水埋深条件下的不同强度稳定水分蒸发试验。

二、模拟试验准确性较低。

现有的土柱模拟试验装置，通过单取样孔进行取样，在多次重复取样后，导致土柱内的土壤会形成空洞，从而影响了试验的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于土壤水盐运移规律的土柱模拟装置，扩展模拟试验功能、降低模拟试验成本。

为达到上述目的，本发明提供的一种基于土壤水盐运移规律的土柱模拟装置，该装置包括：土柱、取样孔、上位马里奥特瓶、红外灯、补液箱、下位马里奥特瓶、第一控制阀、第二控制阀以及铁架台，其中，

铁架台设置有第一基座以及第二基座，第一基座位于第二基座下方，土柱置于铁架台的第一基座上；

沿与铁架台放置方向平行的土柱径向方向上，在预先设置的不同径向高度位置，绕土柱的外壁一周，分别均匀设置有多个取样孔；

土柱的底端与下位马里奥特瓶的底端连接，土柱的顶端与上位马里奥特瓶的底端连接；

下位马里奥特瓶的顶端通过第一控制阀与补液箱的第一底端相连；

补液箱置于铁架台的第二基座上，补液箱的第二底端通过第二控制阀与上位马里奥特瓶的顶端连接；

铁架台的顶端固定有红外灯。

较佳地，所述土柱为长方形或圆柱形，竖直放置；所述预先设置的径向高度位置为六个，在每一径向高度位置，绕土柱的外壁一周，均匀设置六个取样孔。

较佳地，所述土柱的底端密封，并设有出流孔，出流孔与下位马里奥特瓶的底端连接；

所述第一基座、第二基座位于铁架台的异侧，第一基座与土柱的底端的接触部位开设有容置出流孔的通孔。

较佳地，通过乳胶管分别连接所述出流孔与下位马里奥特瓶的底端、下位马里奥特瓶的顶端与补液箱的第一底端、补液箱的第二底端与上位马里奥特瓶的顶端以及土柱的顶端与上位马里奥特瓶的底端。

较佳地，所述土柱的底部装填有反滤层，反滤层由砾石和双层尼龙布构成，所述下位马里奥特瓶底端设置的刻度线与反滤层的上表面在同一水平线上；

所述红外灯位于土柱的正上方。

较佳地，所述装置进一步包括：直钢管、倒U型钢管以及螺栓，其中，