[发明专利]一种土壤溶质运移参数测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种土壤溶质运移参数测量装置及测量方法，所述方法包括：通过供液装置向土柱通入第一液体，同时，利用传感器探针周期性采集土柱中测量土样的测量数据；当所采集的测量数据变化率低于预设阈值时，利用供液装置向土柱通入第二液体，记录当前通入第二液体的时间点；当第二液体的通入时间到达第一预设时间时，利用供液装置向土柱通入第一液体，记录当前通入第一液体的时间点；当第一液体的通入时间到达第二预设时间时，关闭供液装置，停止向土柱供液；通过传感器探针获取所记录的时间点对应的测量数据，并根据所获取的测量数据计算测量土样的运移参数。上述方法基于土壤溶质运移参数测量装置进行测量，操作简单且测量结果准确度率高。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别是涉及一种土壤溶质运移参数测量装置及测量方法。

背景技术

近年来，如何开展土壤和地下水的污染防治工作成为环境工程领域的研究热点，准确预测及评估土壤和地下水中溶质污染物的迁移过程和迁移溶质的浓度是地下水污染防治的重要工作。

水动力弥散系数作为表征地下水中溶质迁移和分布的重要参数，分为机械弥散和分扩散，它代表着溶质在多孔介质弥散现象中的强弱，其中，能否准确测量水动力弥散系数中的扩散系数对于判断迁移预测模型的精确性相当重要。

对于土壤溶质污染物的扩散系数，可根据溶质迁移扩散曲线推导得出，目前，常用于测量溶质迁移扩散曲线的方法为出水口取样法和传统电导率法，然而，出水口取样法使用出水口的溶质浓度扩散曲线来代表整个测量土样，往往会产生较大误差，精准度较低；而传统电导率法的测量装置所需测量土样的体积较大，且测定低含水率土样中的溶质迁移曲线耗时太长。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种土壤溶质运移参数测量装置及测量方法，能够保留土样的原有状态，且测量周期短，测量结果的准确性高。

第一方面，本发明提供一种土壤溶质运移参数测量装置，包括：供液装置、土柱、液体收集器和数据采集器；

所述供液装置包括蠕动泵、第一连接件、若干供液瓶以及与若干所述供液瓶分别连接的若干第二连接件；所述第二连接件连接所述第一连接件，所述第一连接件连接所述蠕动泵，所述蠕动泵通过管路连接所述土柱；

所述土柱竖直放置，其内部填充有测量土样，所述土柱的侧壁设置有至少一个传感器探针，所述传感器探针插置于所述测量土样中；所述土柱的上部和下部分别设置有连通所述液体收集器的顶盖和连通所述蠕动泵的底盖，所述顶盖和所述底盖均由密封层和过滤层叠合组成，所述过滤层用于均匀分散液体；

所述数据采集器通过连接线与所述传感器探针连接。

可选的，当所述传感器探针的数量为N个，N为整数且N≥2时，N个所述传感器探针均匀设置于所述土柱的侧壁上。

可选的，所述过滤层包括：内置挖槽的盖子、快速滤纸以及多孔筛板；其中，所述挖槽的直径与所述土柱的内径相同，以便提供缓冲保护装置。

第二方面，本发明提供一种土壤溶质运移参数测量方法，应用于第一方面所述的土壤溶质运移参数测量装置，所述方法包括：

通过所述供液装置向所述土柱通入第一液体，同时，利用所述传感器探针周期性采集所述土柱中所述测量土样的测量数据；

当所采集的测量数据变化率低于预设阈值时，利用所述供液装置向所述土柱通入第二液体，记录当前通入所述第二液体的时间点；

当所述第二液体的通入时间到达第一预设时间时，利用所述供液装置向所述土柱通入第一液体，记录当前通入所述第一液体的时间点；

当所述第一液体的通入时间到达第二预设时间时，关闭所述供液装置，以停止向所述土柱供液；

通过所述传感器探针获取所记录的时间点对应的测量数据，并根据所获取的测量数据计算所述测量土样的运移参数。