CN109406217B - 一种土壤淋溶液收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤淋溶液收集系统，包括设于土壤内的淋液池和溶液收集器，只要合理设置淋液池和溶液收集器的深度，就能防止本装置被农耕等活动所破坏。而且溶液收集管和通气管的外端水平延伸至淋液池的外侧，这样就可以延伸到农耕活动范围外的田埂或便道两侧再接抽液装置，如此设计可以确保抽液装置不会被农耕等活动破坏。由于管路水平设置，相对于竖直设置的管路能够避免地面灌水直接通过溶液收集管进入溶液收集器。淋液池采用柔性材料分离层，使土壤与分离层之间无缝隙，防止水分从缝隙直接流入溶液收集器。淋液池的底部倾斜设置，且于淋液池的底端开设有漏液口，当淋溶液渗透到淋液池的底部后，便会向低洼处汇集并进入溶液收集器。

Description

一种土壤淋溶液收集系统

技术领域

本发明涉及土壤氮磷等养分淋溶分析领域，尤其涉及一种土壤淋溶液收集系统。

背景技术

由于过量施肥导致养分不能被作物吸收利用，导致氮磷养分土壤中向下淋溶进而污染地下水，氮磷淋溶是造成土壤营养元素流失以及地下水污染的重要原因，土壤氮磷淋溶研究越来越引起重视，而室内人工土柱模拟试验方法不能完全模拟自然环境的复杂多变，所以自然状态下的土壤养分淋溶的研究非常重要。

中国专利200810102676.6公开了一种自然状态下的土壤淋溶液收集方法，其包括有用于收集淋溶液的淋溶盘以及竖直设于林溶盘内的集液管，集液管的上部露出地面，其上部的盖子上设置集气和抽液管，这种结构由于集液管的上部露于试验田中间的地面上，这就很容易导致集液管的上部以及集气和抽液管在农耕等活动中被破坏，且外部液体容易通过集气管直接进入集液管，从而影响收集的土壤淋溶液的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不易被破坏，且收集的淋溶液精度较高的土壤淋溶液收集系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：包括淋液池和溶液收集器；淋液池，用于埋设于土壤内，其顶部开口且具有容纳实验用土壤的空腔，所述淋液池的底部及四周由柔性的分离层围构成，所述分离层用于阻隔淋液池内外两侧的淋溶液相互渗透，所述淋液池的底部倾斜设置，且于淋液池的底端开设有漏液口；溶液收集器，设于淋液池的下方且呈顶端开口的容器结构，所述溶液收集器的开口端密封连接于漏液口，所述溶液收集器内腔的上部设有过滤装置，所述过滤装置的四周与溶液收集器内壁相接触，用于过滤淋溶液，所述溶液收集器的侧壁上设有位于过滤装置下方的溶液收集管和通气管，所述溶液收集管和通气管的外端水平延伸至淋液池的外侧且溶液收集管的这一端连接有用于抽出淋溶液的抽液装置，所述溶液收集管的内端延伸至溶液收集器的底部。

进一步的技术特征在于：所述溶液收集器内的侧壁上固定有支撑架，所述溶液收集器内固定设有多根支撑柱，所述支撑柱的两端分别固定于溶液收集器的底面与支撑架的下表面，所述过滤装置设于支撑架上。

进一步的技术特征在于：所述过滤装置包括过滤篦子和过滤网，所述过滤篦子设于支撑架上，所述过滤篦子的上表面均匀开设有多个过滤孔，所述过滤篦子上表面满铺有过滤网，所述过滤篦子能够支撑过滤网的形状。

进一步的技术特征在于：所述溶液收集器、支撑架和过滤篦子均采用不锈钢材质。

进一步的技术特征在于：所述溶液收集器的顶端设置有一圈橡胶卡条，所述橡胶卡条用于防止淋液池被溶液收集器割破。

进一步的技术特征在于：所述过滤孔的尺寸为30×5mm的长条形孔。

进一步的技术特征在于：所述溶液收集管的内端沿溶液收集器的内侧壁竖直向下延伸至溶液收集器的底部，且该端具有倾斜的切口。

进一步的技术特征在于：所述淋液池包括底部的呈桶状的收集部，所述收集部的内侧壁贴合固定有上下两端开口的隔离部，所述收集部的底部开设有漏液口。

进一步的技术特征在于：所述收集部与溶液收集器之间通过固定卡箍连接。

进一步的技术特征在于：所述淋液池的分离层采用柔性塑料材质。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本装置包括设于土壤内的淋液池和溶液收集器，这样只要保证淋液池和溶液收集器的顶部距离地面的高度大于农耕等活动所能达到的深度，就能防止本装置被农耕等活动所破坏。而且溶液收集管和通气管的外端水平延伸至淋液池的外侧，这样就可以延伸到农耕活动范围外的地方再接抽液装置，如此的话抽液装置也不会被农耕等活动破坏。

溶液收集管和通气管的外端水平延伸至淋液池的外侧延伸，由于管路水平设置，这样相对于竖直设置的管路能够避免地面灌水直接通过溶液收集管进入溶液收集器，从而提高收集的淋溶液的精度。

淋液池采用具有柔性的分离层，这样在土壤回填的过程中，分离层能够随接触的土壤变形，使土壤与分离层的内壁之间无缝隙，防止水分从缝隙直接流入溶液收集器，这样就能真实的还原淋溶液从土壤下渗的过程，从而保证收集的淋溶液的精度。

淋液池的底部倾斜设置，且于淋液池的底端开设有漏液口，这样当淋溶液渗透到淋液池的底部，便会向低洼处汇集，从而使淋液池底部的淋溶液全部通过漏液口进入溶液收集器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明使用中的剖视示意图；

图2是图1中局部A的放大示意图；

图3是本发明中的溶液收集器、支撑架、溶液收集管、通气管和支撑柱安装后的轴测示意图；

图4是本发明中的淋液池的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图4所示，一种土壤淋溶液收集系统，包括淋液池1和溶液收集器2。

淋液池1，用于埋设于土壤内，其顶部开口且具有容纳实验用土壤的空腔，所述淋液池1的底部及四周由柔性的分离层围构成，所述分离层用于阻隔淋液池1内外两侧的淋溶液相互渗透，所述淋液池1的底部倾斜设置，且于淋液池1的底端开设有漏液口13。

溶液收集器2，设于淋液池1的下方且呈顶端开口的容器结构，所述溶液收集器2的开口端密封连接于漏液口13，所述溶液收集器内腔的上部设有过滤装置，所述过滤装置的四周与溶液收集器2内壁相接触，用于过滤淋溶液，所述溶液收集器2的侧壁上设有位于过滤装置下方的溶液收集管5和通气管6，所述溶液收集管5和通气管6的外端水平延伸至淋液池1的外侧且溶液收集管5的这一端连接有用于抽出淋溶液的抽液装置，所述溶液收集管5的内端延伸至溶液收集器2的底部。溶液收集管5和通气管6均可采用外径为20的PVC国标上水管。

本装置的安装过程如下：

第一步，挖一个土壤剖面坑，四周修平修齐。挖掘过程中要保证不塌方，挖出的土壤在土壤剖面坑四周地面铺设的塑料布上分层分区堆放，以便分层回填。在土壤剖面坑底部下挖一个平底坑，并使平底坑四周的平面向上倾斜，并挖好连通平底坑用来放置溶液收集管5和通气管6的坑道。

第二步，将本装置的溶液收集器2放入平底坑内并向溶液收集管5略微倾斜，淋液池1放入土壤剖面坑内，并将溶液收集管5和通气管6的外端分置于坑道内，淋液池1顶部距离地平面的距离为30cm左右，溶液收集管5和通气管6的顶部距离地平面的距离为35cm左右，若溶液收集器2与平底坑之间有缝隙，可以填充泥浆封填。

第三步，将淋液池1的上部与土壤剖面坑侧壁采用钉子紧固。在过滤装置上铺直径约1-2mm的石英砂，然后将挖出的土壤逐层回填压实，向池内灌水使土壤尽量恢复原状，并检测装置是否可以正常采集淋溶液。

安装完成后，地表外的水分通过土壤进入淋液池1，并通过淋液池1底部的漏液口13进入溶液收集器2，在一定时间间隔后，可以通过溶液收集管5的外端连接的抽液装置抽出，然后就可以进行淋溶液的后续分析实验了。

为了使过滤装置的固定更加牢固，溶液收集器2内的侧壁上固定有支撑架3，所述溶液收集器2内固定设有多根支撑柱7，所述支撑柱7的两端分别固定于溶液收集器2的底面与支撑架3的下表面，所述过滤装置设于支撑架3上。

进一步的，为了实现过滤装置的过滤，过滤装置包括过滤篦子42和过滤网41，所述过滤篦子42设于支撑架3上，所述过滤篦子52的上表面均匀开设有多个过滤孔，所述过滤篦子42上表面满铺有过滤网41，所述过滤篦子42能够支撑过滤网41的形状。过滤网41可以采用60-100目尼龙塑料纱网。

进一步的，溶液收集器2、支撑架3和过滤篦子42均采用不锈钢材质，这样既能防止被淋溶液被腐蚀，又能保证强度，而且均可以采用厚度为2mm的304不锈钢，溶液收集器2的底部和顶部采用满焊。溶液收集器2可以采用桶状结构，尺寸为高度350mm、直径为400mm，溶液收集器2内距离顶部50mm安装支撑架3，支撑架3可以采用“井”字支架，并将其八个支角与溶液收集器2的内侧壁焊接，而溶液收集器2的顶端设置有一圈橡胶卡条9，所述橡胶卡条9用于防止淋液池1被溶液收集器2割破，增加了系统的可靠性。

进一步的，过滤孔的尺寸为30×5mm的长条形孔，长条形孔可以交错布置，这种尺寸的条形孔既能满足对隔离土层支撑强度的需求，又不会影响淋溶液的渗漏。

溶液收集管5的内端沿溶液收集器2的内侧壁竖直向下延伸至溶液收集器2的底部，且该端具有倾斜的切口，使溶液收集管5的内端与溶液收集器2的底部之间具有足够间隙，防止有掉落的渣土碎屑堵塞溶液收集管5，从而影响溶液收集管5收集淋溶液。

淋液池1包括底部的呈桶状的收集部12，所述收集部12的内侧壁贴合固定有上下两端开口的隔离部11，所述收集部12的底部开设有漏液口13。将淋液池1分成两部分，在安装过程中可以减小安装的难度。

进一步的，收集部12与溶液收集器2之间通过固定卡箍8连接，这种连接比较简单，而且在淋液池1回填土的过程中，能够很好的防止收集部12和溶液收集器2之间的连接被破坏。固定卡箍8可以采用一个10×25mm的方管围成环状后焊接。成型后的固定卡箍8设于溶液收集器2内且与其内侧壁之间具有环形间隙，所述环形间隙内紧固穿设有淋液池1的底部对应漏液口12的部分。

为了实现淋液池1的分离层的特性，淋液池1的分离层采用柔性塑料材质。进一步的，淋液池1的分离层可以采用PE塑料。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：包括淋液池(1)和溶液收集器(2)；

淋液池(1)，用于埋设于土壤内，其顶部开口且具有容纳实验用土壤的空腔，所述淋液池(1)的底部及四周由柔性的分离层围构成，所述分离层用于阻隔淋液池(1)内外两侧的淋溶液相互渗透，所述淋液池(1)的底部倾斜设置，且于淋液池(1)的底端开设有漏液口(13)；

溶液收集器(2)，设于淋液池(1)的下方且呈顶端开口的容器结构，所述溶液收集器(2)的开口端密封连接于漏液口(13)，所述溶液收集器内腔的上部设有过滤装置，所述过滤装置的四周与溶液收集器(2)内壁相接触，用于过滤淋溶液，所述溶液收集器(2)的侧壁上设有位于过滤装置下方的溶液收集管(5)和通气管(6)，所述溶液收集管(5)和通气管(6)的外端水平延伸至淋液池(1)的外侧且溶液收集管(5)的这一端连接有用于抽出淋溶液的抽液装置，所述溶液收集管(5)的内端延伸至溶液收集器(2)的底部；

所述溶液收集管(5)的内端沿溶液收集器(2)的内侧壁竖直向下延伸至溶液收集器(2)的底部，且该端具有倾斜的切口；

所述淋液池(1)包括底部的呈桶状的收集部(12)，所述收集部(12)的内侧壁贴合固定有上下两端开口的隔离部(11)，所述收集部(12)的底部开设有漏液口(13)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述溶液收集器(2)内的侧壁上固定有支撑架(3)，所述溶液收集器(2)内固定设有多根支撑柱(7)，所述支撑柱(7)的两端分别固定于溶液收集器(2)的底面与支撑架(3)的下表面，所述过滤装置设于支撑架(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述过滤装置包括过滤篦子(42)和过滤网(41)，所述过滤篦子(42)设于支撑架(3)上，所述过滤篦子(42)的上表面均匀开设有多个过滤孔，所述过滤篦子(42)上表面满铺有过滤网(41)，所述过滤篦子(42)能够支撑过滤网(41)的形状。

4.根据权利要求3所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述溶液收集器(2)、支撑架(3)和过滤篦子(42)均采用不锈钢材质。

5.根据权利要求4所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述溶液收集器(2)的顶端设置有一圈橡胶卡条(9)，所述橡胶卡条(9)用于防止淋液池(1)被溶液收集器(2)割破。

6.根据权利要求4所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述过滤孔的尺寸为30×5mm的长条形孔。

7.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述收集部(12)与溶液收集器(2)之间通过固定卡箍(8)连接。

8.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶液收集系统，其特征在于：所述淋液池(1)的分离层采用柔性塑料材质。