CN103308351B - 一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置。它包括淋溶采集体和淋溶液过滤采集桶；淋溶采集体为顶部开口的筒体，其由不透水软性薄膜围成；淋溶液过滤采集桶的开口端与一桶盖配合，且桶盖为内凹式；桶盖上设有若干个滤水孔；淋溶液过滤采集桶设于淋溶采集体的下部，且与淋溶采集体的底部相连接；与淋溶液过滤采集桶相连接的淋溶采集体的底部上设有与滤水孔相应的通孔；淋溶液过滤采集桶内设有抽液管和通气管，抽液管从所述淋溶液过滤采集桶的底部延伸至淋溶采集体的上部；通气管从淋溶液过滤采集桶的顶部延伸至淋溶采集体的上部。本发明选择具有弹性的不透水软性薄膜作为淋溶采集体，可有效克服热胀冷缩导致的池壁效应。

Description

一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置

技术领域

本发明涉及一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置，属于环境科学、土壤学、植物营养学研究技术领域。

背景技术

土壤中氮、磷、农药等物质通过淋溶进入地下水，不仅是重要的农业问题，也是威胁到人类健康和生存的环境问题。有研究表明：全世界施入土壤中的肥料约有30％～50％经过土壤淋失而进入地下水，农药不仅残留在表层土壤中，还会淋溶到地下水中，即使非常小的一部分(所施用农药)淋溶到地下水，都可能对地下水安全构成威胁。为了保护水资源和水生生态系统，世界各国都在寻求新的途径与方法，以监测、治理和解决环境问题。目前对土壤是氮、磷地下淋溶迁移规律的研究方法主要有陶土吸力杯法、土柱模拟法(室内或原位)、渗漏池法、淋溶盘法等，现有方法主要存在如下问题：

(1)陶土吸力杯法采样时只能采集某一点的土壤溶液，无法测试淋溶量，计算结果偏差较大，难以代表实际状况，不适用于田间的日常监测。

(2)土柱模拟法，有原状土与回填土柱两种形式，回填土柱面积较小，不能准确地再现田间环境，原状土柱会因热胀冷缩出现管壁效应，尚管壁产生优势流，导致偏差过大。

(3)渗漏池法一般是采用混凝土，与土壤性质相似，克服了土柱法的缺点，面积也有所增大，但是需要开挖巨大的壕沟，施工量很大，成本很高，也不适合田间的日常监测。

(4)淋溶盘法，对于以重力流为主要淋溶方式的偏沙性土壤较为适合，但对非重力流淋溶的土壤则会出现不产生淋溶水的现象。

因此，研究一种具有明确边界、可克服管壁效应、能采集并计量淋溶液的地下淋溶原位收集装置与方法在土壤环境领域具有重要的现实意义，并具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置，可用于土壤地下淋溶液的收集与日常监测。

本发明所提供的一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置，它包括淋溶采集体 和淋溶液过滤采集桶；

所述淋溶采集体为顶部开口的筒体，其由不透水软性薄膜围成；

所述淋溶液过滤采集桶的开口端与一桶盖配合，且所述桶盖为内凹式；所述桶盖上设有若干个滤水孔；

所述淋溶液过滤采集桶设于所述淋溶采集体的下部，且与所述淋溶采集体的底部相连接；与所述淋溶液过滤采集桶相连接的所述淋溶采集体的底部上设有与所述滤水孔相应的通孔；

所述淋溶液过滤采集桶内设有抽液管和通气管，所述抽液管从所述淋溶液过滤采集桶的底部延伸至所述淋溶采集体的上部；所述通气管从所述淋溶液过滤采集桶的顶部延伸至所述淋溶采集体的上部。

上述的原位收集装置中，所述淋溶采集体为正方体形或长方体形，使用时，在所述淋溶采集体内装填上待监测的地块的土壤，在其上可种植作物，能够进行施肥、施药等操作。

上述的原位收集装置中，沿所述淋溶采集体的底部的周向至所述淋溶液过滤采集桶的方向上，所述淋溶采集体的底部向远离所述淋溶采集体的开口端方向倾斜，从而形成周边略高、中间略低的结构，有助于土壤中的淋溶液汇集到底部的所述淋溶液过滤采集桶中。

上述的原位收集装置中，所述淋溶液过滤采集桶可为圆柱体形。

上述的原位收集装置中，所述不透水软性薄膜为塑料膜或硅胶模，在使用时，所述不透水软性薄膜使周围和底部的土壤与待监测的土壤相分隔，并能根据内外土壤的热胀冷缩情况发生相应变化，在不产生管壁效应的条件下，将淋溶采集体内部土体中的淋溶液汇集到底部的过滤采集桶内。

上述的原位收集装置中，所述桶盖向所述淋溶液过滤采集桶的底部方向凹陷3～6cm。

上述的原位收集装置中，所述淋溶采集体的底部与所述淋溶液过滤采集桶之间通过一连接环进行固定，即使所述淋溶采集体与所述淋溶液过滤采集桶紧密连接在成一个整体。

上述的原位收集装置中，所说连接环设于所述桶盖上；所述连接环由金属材质或塑料制成。

上述的原位收集装置中，所述桶盖上设有过滤层，以起到过滤的作用，所述过滤层的材质为尼龙网或石英砂。

本发明具有如下效果：

(1)本发明的原位收集装置中淋溶采集体的设置，观测土体的周围与底部为不 透水边界，使水分无横向移动，克服毛管水难采集的问题，尤其在降雨量或灌水量较少时能收集到淋溶水；

(2)本发明的原位收集装置中，选择具有弹性的不透水软性薄膜作为淋溶采集体，可有效克服热胀冷缩导致的池壁效应。

附图说明

图1为本发明原位收集装置的主视图。

图2为本发明原位收集装置的俯视图。

图中各标记如下：

1淋溶采集体、2淋溶液过滤采集桶、3桶盖、4连接环、5抽液管、6通气管、7通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1和图2所示，本发明提供的具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置包括淋溶采集体1和淋溶液过滤采集桶2；淋溶采集体1为顶部开口的长方形筒体，其由不透水软性薄膜围成，具体可选择具有一定厚度的塑料膜或硅胶膜。淋溶液过滤采集桶2的开口端与一桶盖3配合，且该桶盖3为内凹式，其向淋溶液过滤采集桶2的底部方向凹陷3～6cm，在该桶盖3上设有若干个滤水孔。该淋溶液过滤采集桶2为圆柱体形。淋溶液过滤采集桶2设于淋溶采集体1的下部，且与淋溶采集体1的底部相连接，如图2所示，其通过一个金属材质的连接环4与淋溶液过滤采集桶2连接成一个整体，同时，与淋溶液过滤采集桶2相连接的淋溶采集体1的底部上设有与滤水孔相应的通孔7，用于淋溶液的通过。为了更有助于土壤中的淋溶液汇集到底部的淋溶液过滤采集桶2中，将淋溶采集体1设计成如下的结构：沿其底部的周向至淋溶液过滤采集桶2的方向上，该底部向远离淋溶采集体1的开口端方向倾斜，即为周边略高、中间略低的结构。在淋溶液过滤采集桶2内设有抽液管5和通气管6，抽液管5从淋溶液过滤采集桶2的底部延伸至淋溶液过滤采集桶2的上部，通气管6从淋溶液过滤采集桶2的顶部延伸至淋溶液过滤采集桶2的上部，使用时，将抽液管5和通气管6延伸至淋溶采集土体的表面以上。

本发明中，在桶盖上设有过滤层(图中为示)，其可由尼龙网或石英砂堆积得到。

使用上述原位收集装置进行淋溶液收集时，可按照下述步骤进行：

(1)在需监测地块内挖一具有固定面积与深度的剖面，剖面四壁修平修齐，开挖 出的土壤按剖面结构或指定厚度按层次分别存放于地表，例如剖面尺寸为：长度×宽度×深度＝150cm×80cm×90cm，指定厚度为10cm-30cm。

(2)把剖面的底部仔细修理成周边略高、中间稍低的浅圆锥体形状，以方便淋溶液向中部汇集，并使底表面光滑，无小石籽等硬性物质，例如周边略高于中部5cm。

(3)在剖面底部的中间再向下挖出一个略大于淋溶液过滤采集桶的小剖面，小剖面深度与淋溶液过滤采集桶2高度一致，例如淋溶液过滤采集桶的尺寸为：直径40cm、高度30cm，桶盖下凹5cm。

(4)把淋溶液过滤采集桶2放置在小剖面内，将淋溶液过滤采集桶2与土体之间的缝隙用细土或泥浆全部封填，使剖面底部与桶盖周边紧密连接。

(5)再用连接环将淋溶液过滤采集桶2与淋溶采集体1的进行密封固定。

(6)再在桶盖上铺上2～3层100目的尼龙网和石英砂至与桶盖相平，再把土壤按挖出时的逆序分层回填，边回填边压实，使塑料膜与剖面四壁之间以及薄膜重叠部分之间均紧密连接，必要时进行多次灌溉，使土层尽量恢复原状，回填的过程中注意通气管和抽液管能露出地面。

(7)回填至距地表15～30cm时，将不透水软性薄膜按距地表等距高度剪裁，上部去掉，露出地面的通气管和抽液管套进6分的PVC管内，起固定与标志作用，方便耕作和取样。

然后根据需要取样，然后分析即可。

Claims (9)

1.一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置，其特征在于：它包括淋溶采集体和淋溶液过滤采集桶；

所述淋溶采集体为顶部开口的筒体，其由不透水软性薄膜围成；

所述淋溶液过滤采集桶的开口端与一桶盖配合，且所述桶盖为内凹式；所述桶盖上设有若干个滤水孔；

所述淋溶液过滤采集桶设于所述淋溶采集体的下部，且与所述淋溶采集体的底部相连接；与所述淋溶液过滤采集桶相连接的所述淋溶采集体的底部上设有与所述滤水孔相应的通孔；

所述淋溶液过滤采集桶内设有抽液管和通气管，所述抽液管从所述淋溶液过滤采集桶的底部延伸至所述淋溶采集体的上部；所述通气管从所述淋溶液过滤采集桶的顶部延伸至所述淋溶采集体的上部。

2.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述淋溶采集体为正方体形或长方体形。

3.根据权利要求1或2所述的原位收集装置，其特征在于：沿所述淋溶采集体的底部的周向至所述淋溶液过滤采集桶的方向上，所述淋溶采集体的底部向远离所述淋溶采集体的开口端方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述淋溶液过滤采集桶为圆柱体形。

5.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述不透水软性薄膜为塑料膜或硅胶模。

6.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述桶盖向所述淋溶液过滤采集桶的底部方向凹陷3~6cm。

7.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述淋溶采集体的底部与所述淋溶液过滤采集桶之间通过一连接环进行固定。

8.根据权利要求7所述的原位收集装置，其特征在于：所说连接环设于所述桶盖上；所述连接环由金属材质或塑料制成。

9.根据权利要求1所述的原位收集装置，其特征在于：所述桶盖上设有过滤层，所述过滤层的材质为尼龙网或石英砂。