[发明专利]土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置及其使用方法

权利要求书

1.一种土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：包括透明圆柱体，所述圆柱体的内部设有由试验粘土组成的基质域，基质域中设有由细碎石及粗砂组成的大孔隙域，所述基质域的底部渗水口与第一量筒相连，所述大孔隙域的底部渗水口与第二量筒相连，所述圆柱体上设有多个TDR探针与电阻率探杆。

2.根据权利要求1所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述圆柱体底部固连有圆形盖板，所述圆形盖板的周部与圆柱体密封粘结，所述圆形盖板的上端面与基质域、大孔隙域接触，所述圆形盖板上设有若干个过滤孔并在上端面上覆盖有一层尼龙薄膜，所述圆形盖板的下方设有集水槽，所述集水槽的顶部敞口边缘与圆柱体的底部边缘固设为一体，所述集水槽的槽底经第一分液管与第一量筒相连，所述集水槽的槽底经第二分液管与第二量筒相连。

3.根据权利要求2所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述第一分液管与第一量筒之间、第二分液管与第二量筒之间均设有进水阀，所述第一量筒与第二量筒的底部均经出水阀与废水容器连接。

4.根据权利要求2所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述集水槽的内部设有分流器，所述分流器包括与大孔隙域的底部相连通的若干根集水支管，若干根集水支管顶部穿过圆形盖板后与大孔隙域连通，若干根集水支管底部经一根集水主管相连通，集水主管经出水管与第二分液管的管口密封连接。

5.根据权利要求1所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述大孔隙域的数量为四组，每组大孔隙域均竖直延伸，其中一组大孔隙域位于圆柱形的基质域的中心，其他三组大孔隙域位于中心大孔隙域的周部，呈现三角形布置，所述圆柱体的顶部敞口为供水口。

6.根据权利要求5所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述圆柱体至上往下分布有三组监测机构，每组监测机构包括四根TDR探针与两根电阻率探杆，每组监测机构的两根TDR探针、一根电阻率探杆位于圆柱体一侧，另外两根TDR探针、另一根电阻率探杆位于圆柱体另一相对侧；位于圆柱体一侧的每组监测机构的两根TDR探针分别置于中心的大孔隙域内部和距离该大孔隙域的孔隙壁3cm处的基质域中，平行放置，检测不同位置的含水量变化情况，在该侧TDR探针对应位置下方1cm处设有一根电阻率探杆，该电阻率探杆安装在紧贴该大孔隙域的孔隙壁的基质域中，检测土壤中示踪离子在基质域和大孔隙域间浓度变化；位于圆柱体另一相对侧的每组监测机构的另外两根TDR探针分别置于周部的一大孔隙域内部和距离该大孔隙域的孔隙壁3cm处的基质域中，平行放置，检测不同位置的含水量变化情况，在该相对侧TDR探针对应位置下方1cm处设有另一根电阻率探杆，该电阻率探杆安装在紧贴该大孔隙域的孔隙壁的基质域中，检测土壤中示踪离子在基质域和大孔隙域间浓度变化。

7.根据权利要求5所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述供水口上设有供水机构，所述供水机构包括用于容纳加入示踪离子的水溶液的水箱，所述水箱内部设有导水管，所述导水管的出水口上设有渗透盘，所述导水管沿着水流方向依次设有自动式平衡阀、水泵、流量表。

8.根据权利要求7所述的土壤大孔隙域和基质域间溶质交换模拟装置，其特征在于：所述渗透盘盖设在供水口上，所述渗透盘由上盘体与下盘体组成，所述上盘体与下盘体之间填充有透水石层，所述上盘体上设有与导水管的出水口连接的中间通孔，所述下盘体上均布有若干个渗水孔。