[发明专利]一种基于原位监测条件下的土壤淋溶物套管收集系统

说明书

本发明涉及一种基于原位监测条件下的土壤淋溶物套管收集系统，包括集液瓶(1)，微型水泵Ⅰ(4)的出水口与集液瓶(1)的进水口连通，微型水泵Ⅰ(4)的进水口与置于操作管井(10)内的抽液管(6)连通，在操作管井(10)底部连通集液槽(11)，抽液管(6)的末端伸入集液槽(11)内；所述多孔淋溶装置包括套在一起的多孔大淋溶管(17)和多孔小淋溶管(16)，在两管的间隙中填充河沙(18)，两管的表面设有钻孔；所述多孔小淋溶管(16)的一端密封，另一端开口作为出液口，出液口通过出液管(3)与操作管井(10)连通。本发明可以更加直观准确的观测土壤淋溶液的水文动态变化过程，提高淋溶过程的自然性及淋溶液的原始性和准确度。

技术领域

本发明属于环境科学、土壤学技术领域，尤其涉及一种基于原位监测条件下的土壤淋溶物套管收集系统。

背景技术

淋溶通常是农业土壤中各种元素循环的重要环节。农田土壤中各种元素的淋溶，不但直接影响了土壤的各种理化性状，也会对农田生态环境产生影响。近年来，随着农田土壤的持续退化以及环境的不断恶化，人们越来越关注土壤中碳氮磷等各种矿质元素、微量元素以及残留农药的淋溶行为特征及其对地下水环境以及下游地表水体的影响，并一直是农业环境领域的研究热点。在对土壤淋溶的研究中，如何精准地获取淋溶液一直是研究者关注的问题，也是保证研究结果精准的前提。目前关于土壤淋溶效应试验，大多采用室内土柱模拟的方法，并伴随室外排水采集器法和多孔杯法收集淋溶液，但由于回填土柱时，一是打乱了原有土壤结构，土壤淋溶特性发生直接改变，二是淋溶过程中很难完全防止贴壁水流入渗，因此土柱壁与柱内土壤之间会存在一定的边缘效应，从而对淋溶过程真实动态特征、淋溶液的原始性和准确度等产生误差。

目前市面上有一种原位淋溶盘，盘内铺上尼龙过滤网和石英砂，将其水平置放于目标深度土层的洞穴内，盘底接一出水管，导入收集瓶内，洞口用泥填封。收集瓶内安装通气管和抽液管，分别延伸到地表，抽液管一端连接到取样瓶中，取样瓶的另一端连接真空泵。开启真空泵后收集瓶中的淋溶液沿抽液管上升到取样瓶中。这种装置安装操作简单，采样过程也较便捷。但由于收集瓶最后是被埋在地下的，不能直观准确的得知淋溶液的动态变化过程。另外，要想在同一个区域长时间的连续监测，无法确保出液管、抽液管等是否有余液残留和装置是否畅通，就不可避免为后续工作带来很多麻烦。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于原位监测条件下的土壤淋溶物套管收集系统，目的是为了更加直观准确的观测土壤淋溶液的水文动态变化过程，提高淋溶过程的自然性及淋溶液的原始性和准确度。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种基于原位监测条件下的土壤淋溶物套管收集系统，包括置于地面以上的集液瓶和微型水泵Ⅰ及置于地面以下的多孔淋溶装置和操作管井；所述微型水泵Ⅰ的出水口与集液瓶的进水口连通，微型水泵Ⅰ的进水口与置于操作管井内的抽液管连通，在操作管井底部连通集液槽，抽液管的末端伸入集液槽内；所述多孔淋溶装置包括套在一起的多孔大淋溶管和多孔小淋溶管，在两管的间隙中填充河沙，两管的表面设有钻孔，且多孔大淋溶管的钻孔直径大于多孔小淋溶管的钻孔直径；所述多孔小淋溶管的一端密封，另一端开口作为出液口，出液口通过出液管与操作管井连通。

在淋溶过程中，淋溶液通过多孔小淋溶管与多孔大淋溶管的吸附、过滤及出液管的疏导流入到操作管井中，微型水泵Ⅰ通过抽液管将淋溶液输送到集液瓶中；将集液装置远离淋溶区域，易于且可最大程度消除淋溶过程中产生的边际效应，并且通过收集装置能直观准确的监测土壤淋溶液的水文动态变化过程。

作为优选，所述多孔大淋溶管与多孔小淋溶管内切套在一起。

作为优选，还包括设置在地面以上的微型水泵Ⅱ和进水管及设置在地面以下的冲洗管，所述微型水泵Ⅱ的进水口与进水管连通，微型水泵Ⅱ的出水口与冲洗管连通，冲洗管的末端经出液管伸入多孔淋溶装置的出液口处。通过微型水泵Ⅱ加压来自进水管的蒸馏水对装置内部进行清洗，以确保装置各部位的畅通与不同淋溶过程淋溶液的纯净度。