[实用新型]一种用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置，属于环境工程技术领域。

背景技术

非饱和带土壤水与大气降水、地下水紧密联系，其研究对于农水问题、环境问题以及水资源开发利用等方面有着重要意义。在研究降雨入渗过程中的非饱和带水盐（污染物）运移与同位素变化规律时，设计室内试验进行模拟是一种有效手段。国内外已有的室内降雨入渗监测试验装置，能够对野外环境进行一定的还原模拟，但仍存在以下缺陷：1.装置整体性较差，当设置多个土柱时，需分别模拟降雨，操作繁琐，且有时间差。2.装置系统性、连续性较差。在长期连续取样监测中，单个土柱由于扰动而难以实现，多个土柱不能保证试验过程一致性，则数据无法对接使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种整体性较强，可同时对多个试验土柱连续监测与取样，能无间断地模拟有效降雨入渗条件下，水盐（污染物）运移在时间上的变化过程，操作集中简便，避免时间差的用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置；进一步地，本实用新型提供一种各土柱间留有填充空隙，填充与土柱内完全相同土样，实现土柱周围环境一致性，尽量接近野外实际，具有很强的仿真性的用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置，包括保护箱，所述保护箱内设置有若干上下向贯通的保护箱管道，所述保护箱管道内设置有土柱，所述保护箱的上方设置有降雨器，所述降雨器的进水口与第一导水管的出水口相连，所述第一导水管的进水口与第一马氏瓶的出水口相连；所述保护箱的下面设有与所述土柱底端相连的箱体，所述箱体通过第二导水管与第二马氏瓶相连通，若干探头装置依次插入所述保护箱、保护箱管道和土柱上的探头口，所述探头装置还与数据自动采集装置相连；若干土柱取样孔依次穿过所述保护箱、保护箱管道和土柱；全部所述探头口和土柱取样孔均呈纵向排列。

所述保护箱内壁和保护箱管道外壁之间为预留填充空间。

所述预留填充空间和土柱中的填料相同。

所述土柱的个数为至少6个并分两排均布。

所述降雨器包括针头式降雨器。

所述土柱底部铺设有反滤层，所述反滤层下方的所述土柱侧壁上开有土柱地下水接口；所述箱体内设置有若干用于容纳所述土柱底端的凹槽，所述凹槽由第一地下水连接开关和第二地下水连接开关拼接而成，所述第二地下水连接开关与所述保护箱底面中部固定连接，所述第一地下水连接开关作为所述箱体的侧面封板并与所述第二地下水连接开关活动式对接；所述第一地下水连接开关上设置有用于穿过所述第二导水管的通孔，所述第二导水管穿过所述通孔后与所述土柱地下水接口相连。

所述活动式对接包括插接，即所述第一地下水连接开关插入所述箱体侧面开口内。

所述反滤层以砾石和粗砂作为滤料。

所述土柱取样孔上设置有活塞。

所述土柱的材质包括亚克力。

本实用新型主要由供水降雨单元、土柱集成单元、水盐温监测单元和地下水模拟单元组成。

1、供水降雨单元：主要由与第一马氏瓶与针头式降雨器组成。第一马氏瓶与针头式降雨器通过第一导水管相连，通过调节第一马氏瓶水头来控制不同的恒定压力，用以提供不同强度的均匀降雨。

2、土柱集成单元：主要由保护箱和土柱组成。保护箱整体为四棱柱模型，设有土柱预留管道，沙土填充空间，水盐温探头口以及地下水连接开关，其中土柱自身设有水盐温探头口、取样口、地下水连接口以及反滤层。

3、地下水模拟单元：主要由第二马氏瓶与土柱地下水接口通过第二导水管连通，良好的封闭性能够防止蒸发，通过调节第二马氏瓶水头来控制不同的恒定压力，用以提供不同水位的稳定地下水。

4、水盐温监测单元：主要为土壤水分-盐分-温度测量仪，由多功能探头装置与数据自动采集装置组成，完成实时连续监测。

本实用新型提供的一种用于连续监测的多功能土柱模拟集成装置，用于研究降雨入渗过程中的非饱和带水盐（污染物）运移与同位素变化规律，能够同时进行多组土柱试验，可达到取样分析与连续监测的研究效果。本实用新型的集成装置的优点在于：

1.同时满足取样分析与连续监测。保护箱的保护层作用与降雨的同时进行保证了一根土柱长期监测，其余土柱隔天取样检测的实现，取样所测数据能够对接使用，等同于一个样品的连续无间断变化，使得有效降雨后的土壤水盐、同位素含量达到长期连续监测的效果。