CN107478808B - 一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，包括储水槽、定时电动阀门、微型吸水泵、淋溶浸泡系统、淋溶液收集装置和针筒式抽取器；所述储水槽在底部设置多个出水口；所述淋溶浸泡系统包括喷头、空心圆柱形罐、液体导流V型槽、多孔垫层和液体导流漏斗；所述淋溶液收集装置包括锥形瓶、溢流槽。本发明能够实现室内模拟野外林区淋溶浸泡的效果，可同时测定不同树种（不同树龄）不同组分的（树叶、树枝、树皮、果实）的淋溶浸泡结果，具有省时、模拟真实度高、对比效果佳等特点。

Description

一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置

技术领域

本发明属于室内模拟实验装置技术领域，涉及一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置。

背景技术

我国南方雨水及林木资源丰富，林区水体常常出现水质恶化现象。现有研究大多认为林区树木各组分所携带的溶解性有机碳及营养物质在降雨作用下汇集成地表径流，最终进入林区水体造成污染。不同树种、各树木本身各组分所能携带并随降雨淋溶浸泡产生的有机物量差异显著，野外自然因素难以控制，所以进行室内模拟探究不同树种、不同组分（树叶、树枝、树皮、果实）的淋溶浸泡结果对治理林区水体污染有重要意义。已有的淋溶装置只注重土壤淋溶的效果，如公开号为CN105116130A的模拟淋溶、温室气体采集及氨挥发的土柱装置以及公开号为CN106771081A的模拟降雨原柱土淋溶装置。上述装置所淋溶的对象单一，无法真实模拟降雨全过程林区各层次动态淋溶与静态浸泡的效果。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，在不同降雨强度及降雨时长条件下，室内模拟林区不同树种同一组分或同一树种不同组分动态淋溶与静态浸泡的简易试验装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：包括储水槽、微型吸水泵、淋溶浸泡系统、淋溶液收集装置；所述储水槽在底部设置多个出水口；储水槽的各个出水口分别通过管道连接微型吸水泵，微型吸水泵将水通过管道输送到淋溶浸泡系统中去；

所述淋溶浸泡系统包括喷头、空心圆柱形罐、多孔垫层和液体导流漏斗；喷头设置在空心圆柱形罐的顶端，用于往空心圆柱形罐中喷水；空心圆柱形罐内设置有用于导流的液体导流V型槽；多孔垫层设置在空心圆柱形罐内部，用于支撑淋溶浸泡对象液体；导流漏斗连接在空心圆柱形罐底端；

所述淋溶液收集装置包括锥形瓶和溢流槽，用于收集从淋溶浸泡系统中出来的淋溶液；锥形瓶所收集的淋溶液用于测定溶解性有机碳含量，溢流槽用于保证降雨量过多时液体不漫流。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：还包括针筒式抽取器，用于从空心圆柱形罐中抽取进行取样。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述喷头为扁圆柱多孔形，喷头直径与空心圆柱形罐内径相配合，便于喷头卡接在空心圆柱形罐顶部。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述空心圆柱形罐包括多层淋溶浸泡器，相邻淋溶浸泡器之间以卡口相互卡连，每层淋溶浸泡器中垫设有多孔垫层，多孔垫层用于支撑淋溶浸泡对象并具有分隔功能，多孔垫层上均匀分布多个孔眼，既使上层淋溶浸泡器的淋溶液能够穿透进入下一层淋溶浸泡器，又能保证淋溶浸泡对象不会掉入下层。

进一步的，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：单层淋溶浸泡器的高度为15-20cm，直径为20-30cm；可根据淋溶浸泡对象林区树木的高度依次采集上、中、下三层的树叶（树枝、树皮、果实）置于不同层次的淋溶浸泡器内，按照一定比例控制各层淋溶浸泡对象树叶（树枝、树皮、果实）的丰度；多孔垫层的孔眼直径为1-2cm。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述液体导流V型槽设置于空心圆柱形罐内壁上，呈弧状螺旋下降式，液体导流V型槽与空心圆柱形罐的剖面呈V型，深度沿程逐渐增加，范围为3-10cm，在位于浸泡槽底端上方的空心圆柱形罐上开设一个微孔，微孔边上配有橡胶封口按钮，不取样时将微孔封闭，防止溢流，淋溶液或浸泡液顺着液体导流V型槽螺旋流至微孔处，用针筒式抽取器进行取样，所述针筒式抽取器的针孔大小与微孔相匹配。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述储水槽在四个侧边底部设置多个出水口，每个出水口配备橡胶塞，每个出水口同时用软管分别连接微型吸水泵，实现多树种多组分同时淋溶浸泡；每根软管上设置一个定时电动阀门，用于控制流量和时间，模拟林区降雨强度和时长。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述空心圆柱形罐用多孔垫层分隔成上下两部分，上部分由上至下填充土壤和需淋溶浸泡的对象，下部分收集的渗透淋溶液，通过液体导流漏斗导流至锥形瓶内。所述锥形瓶瓶口直径大于液体导流漏斗底部圆柱的直径。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述溢流槽底部有一圆孔，用于泄水，还配设有与圆孔相配合的橡胶塞。

作为优选方案，所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：溢流槽设置在空心圆柱形罐下方，空心圆柱形罐与溢流槽之间用四根支撑架以螺丝连接。

淋溶浸泡对象依据丰度要求铺散在液体导流V型槽内及多孔垫层上，上方雨水一部分滴落在液体导流V型槽，另一部分穿透多孔垫层进入下一层。若需取淋溶液样，则在淋水的同时抽取淋溶液，若需抽取浸泡液，则在淋水结束后，静置一定的时间再抽取，实现动态淋溶与静态浸泡双效结合。

作为优选方案，所述储水槽采用塑料槽、玻璃槽或金属槽，实际选材依据水量水压而定；

所述喷头为不锈钢喷头或塑料喷头；

所述空心圆柱形罐的材质为塑料；所述液体导流V型槽的材质为塑料；

所述多孔垫层的材质为塑料；

所述液体导流漏斗的材质为塑料；

所述锥形瓶为玻璃锥形瓶；

所述溢流槽采用塑料槽、玻璃槽、金属槽；

所述针筒式抽取器采用塑料针筒式抽取器；

所述支撑架为金属支撑架；

所述软管为PVC塑料软管。

有益效果：本发明提供的一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，能够实现室内模拟野外林区淋溶浸泡的效果，可同时测定不同树种（不同树龄）不同组分的（树叶、树枝、树皮、果实）的淋溶浸泡结果，具有省时、模拟真实度高、对比效果佳等特点；能够实现动态淋溶与静态浸泡双效结合，在不同降雨强度及降雨时长条件下，室内模拟林区不同树种同一组分或同一树种不同组分动态淋溶与静态浸泡。

附图说明

图1为本发明中装置室内模拟林区淋溶浸泡的结构示意图；

图2为本发明中淋溶浸泡器的结构示意图；

图3为本发明中针筒式抽取器的结构示意图；

图4为本发明中橡胶封口按钮的结构示意图；

图5为本发明中橡胶塞的结构示意图；

图6为本发明中卡口的结构示意图；

图中：1、储水槽；2、定时电动阀门；3、微型吸水泵；4、出水孔；5、喷头；6、空心圆柱形罐；7、淋溶浸泡器；8、液体导流V型槽；9、多孔垫层；10、孔眼；11、针筒式抽取器；12、微孔；13、液体导流漏斗；14、锥形瓶；15、溢流槽；16、圆孔；17、支撑架；18、橡胶封口按钮；19、橡胶塞；20、软管；21、卡口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1~图6所示，一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，包括储水槽1、定时电动阀门2、微型吸水泵3、淋溶浸泡系统、淋溶液收集装置、针筒式抽取器11。所述储水槽1在四个侧边底部设置多个出水孔4，每个出水孔4配备橡胶塞19，可同时用软管20连接多台微型吸水泵3，实现多树种多组分同时淋溶浸泡，储水槽1优选为塑料槽，微型吸水泵3依据流量、扬程而定，软管20优选为PVC塑料软管；每根软管20上设置一个定时电动阀门2，可控制流量和时间，模拟林区降雨强度和时长。

所述淋溶浸泡系统包括喷头5、空心圆柱形罐6、液体导流V型槽8、多孔垫层9和液体导流漏斗13。所述喷头5优选为不锈钢碰头，为扁圆柱多孔形，直径与空心圆柱形罐6内径相等，使其能恰好卡在空心圆柱形罐6顶部；所述多孔垫层9优选为塑料垫层，用于支撑淋溶浸泡对象并具有分隔功能，其上密集分布的孔眼10直径为1-2cm，既使上层淋溶液能够穿透进入下一层，又能保证淋溶浸泡对象不会掉入下层。所述空心圆柱形罐6优选为塑料罐，由多层单级淋溶浸泡器7组成，每层之间以卡口21连接，单层高度为15-20cm，直径为20-30cm，可根据林区树木的高度依次采集上、中、下三层的树叶（树枝、树皮、果实）置于不同层次的淋溶浸泡器7内，按照一定比例控制各层树叶（树枝、树皮、果实）的丰度。所述液体导流V型槽8优选为塑料槽，粘合于空心圆柱形罐6内侧，呈弧状螺旋下降式，液体导流V型槽8与空心圆柱形罐6的剖面呈V型，深度沿程逐渐增加，范围为3-10cm，在位于浸泡槽底端上方的空心圆柱形罐6上开设一个微孔12，微孔12边上配有橡胶封口按钮18，不取样时将微孔12封闭，防止溢流，淋溶液或浸泡液可顺着液体导流V型槽8螺旋流至微孔12处，用针筒式抽取器11进行取样，所述针筒式抽取器11的针孔大小与微孔12相匹配。所述液体导流漏斗13优选为塑料漏斗，与空心圆柱形罐6卡接，以多孔垫层9分隔成上下两部分，上部分由上至下填充土壤和需淋溶浸泡的对象，下部分用于收集渗透的淋溶液，并将其导流至淋溶液收集装置内。

所述淋溶液收集装置包括锥形瓶14、溢流槽15，锥形瓶14优选为玻璃瓶，溢流槽15优选为塑料槽，锥形瓶14瓶口直径大于液体导流漏斗13底部圆柱的直径，锥形瓶14所收集的淋溶液用于测定溶解性有机碳含量，溢流槽15用于保证降雨量过多时液体不漫流，溢流槽15底部有一圆孔16，用于泄水，配有橡胶塞19。空心圆柱形罐6与溢流槽15之间用四根支撑架17以螺丝连接，支撑架17优选为金属支撑架。

模拟淋溶时，淋溶浸泡对象依据丰度要求铺散放置在各级淋溶浸泡器7的液体导流V型槽8内及多孔垫层9上，喷头5模拟的降雨一部分进入液体导流V型槽8，另一部分穿透多孔垫层9进入下一层，及时用针筒式抽取器11抽出液体导流V型槽8内的液体作为淋溶液。

模拟浸泡时，设置浸泡时间，待到进入液体导流V型槽8内的液体静置结束后，再用针筒式抽取器11抽取液体作为浸泡液。淋溶液与浸泡液的区别在于抽取液体导流V型槽8内液体的时间，边淋水边抽取的为淋溶液，静置一段时间后所抽取的则为浸泡液，实现动态淋溶与静态浸泡双效结合。

当比较不同树种（同一树种不同树龄）同一组分的淋溶浸泡效果时，连接多台微型吸水泵3，并联多个淋溶浸泡系统和淋溶液收集装置，各级淋溶浸泡器7的液体导流V型槽8内及多孔垫层9上分别放置不同树种（同一树种不同树龄）的同一组分。

当比较同一树种不同组分的（树叶、树枝、树皮、果实）的淋溶浸泡效果时，也连接多台微型吸水泵3，并联多个淋溶浸泡系统和淋溶液收集装置，各级淋溶浸泡器7的液体导流V型槽8内及多孔垫层9上分别放置同一树种的不同组分的（树叶、树枝、树皮、果实）。

本发明能够实现室内模拟野外林区淋溶浸泡的效果，可变多用。通过实施本发明，可以便于同时测定不同树种（不同树龄）不同组分的（树叶、树枝、树皮、果实）的淋溶浸泡结果，具有省时、模拟真实度高、对比效果佳等特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：包括储水槽、微型吸水泵、淋溶浸泡系统、淋溶液收集装置；所述储水槽在底部设置多个出水口；储水槽的各个出水口分别通过管道连接微型吸水泵，微型吸水泵将水通过管道输送到淋溶浸泡系统中去；

所述淋溶浸泡系统包括喷头、空心圆柱形罐、多孔垫层和液体导流漏斗；喷头设置在空心圆柱形罐的顶端，用于往空心圆柱形罐中喷水；空心圆柱形罐内设置有用于导流的液体导流V型槽；多孔垫层设置在空心圆柱形罐内部，用于支撑淋溶浸泡对象液体；导流漏斗连接在空心圆柱形罐底端；

所述淋溶液收集装置包括锥形瓶和溢流槽，用于收集从淋溶浸泡系统中出来的淋溶液；锥形瓶所收集的淋溶液用于测定溶解性有机碳含量，溢流槽用于保证降雨量过多时液体不漫流；

所述空心圆柱形罐包括多层淋溶浸泡器，相邻淋溶浸泡器之间以卡口相互卡连，每层淋溶浸泡器中垫设有多孔垫层，多孔垫层用于支撑淋溶浸泡对象并具有分隔功能，多孔垫层上均匀分布多个孔眼，既使上层淋溶浸泡器的淋溶液能够穿透进入下一层淋溶浸泡器，又能保证淋溶浸泡对象不会掉入下层；

所述液体导流V型槽设置于空心圆柱形罐内壁上，呈弧状螺旋下降式，液体导流V型槽与空心圆柱形罐的剖面呈V型，在位于浸泡槽底端上方的空心圆柱形罐上开设一个微孔，微孔边上配有橡胶封口按钮，不取样时将微孔封闭，防止溢流，淋溶液或浸泡液顺着液体导流V型槽螺旋流至微孔处，用针筒式抽取器进行取样，所述针筒式抽取器的针孔大小与微孔相匹配。

2.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：还包括针筒式抽取器，用于从空心圆柱形罐中抽取进行取样。

3.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述喷头为扁圆柱多孔形，喷头直径与空心圆柱形罐内径相配合，便于喷头卡接在空心圆柱形罐顶部。

4.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：单层淋溶浸泡器的高度为15-20cm，直径为20-30cm；多孔垫层的孔眼直径为1-2cm。

5.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述储水槽在四个侧边底部设置多个出水口，每个出水口配备橡胶塞，每个出水口同时用软管分别连接微型吸水泵，实现多树种多组分同时淋溶浸泡；每根软管上设置一个定时电动阀门，用于控制流量和时间，模拟林区降雨强度和时长。

6.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述空心圆柱形罐用多孔垫层分隔成上下两部分，上部分由上至下填充土壤和需淋溶浸泡的对象，下部分收集的渗透淋溶液，通过液体导流漏斗导流至锥形瓶内；所述锥形瓶瓶口直径大于液体导流漏斗底部圆柱的直径。

7.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：所述溢流槽底部有一圆孔，用于泄水，还配设有与圆孔相配合的橡胶塞。

8.根据权利要求1所述的室内模拟林区淋溶浸泡的装置，其特征在于：溢流槽设置在空心圆柱形罐下方，空心圆柱形罐与溢流槽之间用四根支撑架以螺丝连接。