CN113170620A - 一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法 - Google Patents

一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法，包括套筒结构本体，所述套筒结构本体内设置有所述外筒以及所述内筒，所述外筒与所述内筒相适配，形成可拆卸的所述套筒结构本体，所述内筒与所述外筒之间设置有有一个狭长的槽，所述外筒上设置有所述顶盖，使本套筒结构本体结构简单，便于加工和操作，节省资金成本，安装方便，环保无污染，通过调节土壤水分蒸散发、水分凝结以及降水径流排泄过程，促进土壤水分条件改善，并进一步达到修复植被，提升土壤环境质量的目标。

Description

一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法
技术领域
本发明涉及生态环境修复、土壤修复技术领域，尤其涉及一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法。
背景技术
随着全世界人口激增，为满足人类日益增长的对工农业产品的需求，土地单位面积上的农牧产品的产量水平越来越高，土地承受压力越来越大。化肥、农药的大量使用，使土壤污染和土地退化越来越严重，土地的数量和质量成为人类生存和发展的制约因素。
土壤是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。它构成土的骨架，称为土骨架。″固相″主要指土壤中各种岩石碎屑、矿物颗粒以及动、植物和微生物的残体；″液相″主要指土壤溶液或土壤水；″气相″指土壤空气或土壤中未被水占据的空隙部分。
土壤三相的不同分配和比率，影响土壤的通气、透水、供水、保水等物理性质，亦影响土壤的pH、阳离子交换量、盐基饱和度等化学性质。对于植物来说，空气、水分、无机盐、温度、阳光是其生长的基本条件，土壤三相的不同分配和比率，决定着土壤结构和性质，影响植物的生长。
土地退化，指土地受到人为因素、自然因素或人为、自然综合因素的干扰、破坏而改变土地原有的内部结构、理化性状，呈现土地环境日趋恶劣变化倾向，逐步减少或失去该土地原先所具有的综合生产潜力的演替过程。土地受自然力或人类不合理开发利用，会导致土地质量下降、生产力衰退的过程不断加剧。
土壤沙化，表现为有机质含量下降，养分减少，土壤结构性变差，土壤紧实度增加，通透性变坏，以及生物多样性或复杂程度降低，恢复功能减弱或失去恢复功能。
土壤盐碱化，表现为土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。中国盐碱土的分布广、面积大、类型多，总面积约1亿hm2。主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区。
干旱、洪水、大风、暴雨、海潮等自然力，可导致土地沙化、流失、盐碱化等；人类不适当的开垦、乱伐，不合理的种植制度和灌溉，农药、化肥使用不当等；会引起土地沙化、土壤侵蚀、土壤盐碱化、土壤肥力下降、土壤污染等。
我国土壤修复技术研究起步较晚，加之区域发展不均衡性，土壤类型多样性，技术需求多样性等因素，主要以植物修复为主，已建立许多示范基地、示范区和试验区，并取得许多植物修复技术成果以及修复植物资源化利用技术成果。
其中，物理/化学修复技术中研究运用较多的是：固化-稳定化；淋洗；化学氧化-还原；土壤电动力学修复。目标是污染场地土壤的原位修复技术。
联合修复技术中研究运用较多的是：微生物/动物-植物联合修复技术；化学/物化-生物联合修复技术；物理-化学联合修复技术。目标是混合污染场地土壤修复技术。
以上土壤修复技术工作存在着一定的不足，表现为耗资大、耗时长、用工量大，处理过程复杂，很容易产生二次污染。因此，总体来说，我国土壤环境状况不容乐观，部分地区土壤污染十分严重，土壤修复工作刻不容缓。
修复退化的土地，改善土壤性质，该项工作的核心内容，是恢复土地植被外貌，从而能够进一步涵养水源、丰富土壤微生物多样性、改善土壤理化性质、提升土壤养分水平。
如果能够改善退化土壤的水分特征，将有助于退化的土壤的改良和修复，促进植被的有效修复过程。
综上，本发明设计了一种用于改善土壤水分特征的工具及方法，通过调节改善土壤水分蒸散发、水分凝结以及降水径流排泄过程，促进土壤水分条件改善，并进一步达到修复植被，提升土壤环境质量的目标。
发明内容
鉴于上述现有的问题以及修复技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法，通过调节土壤水分蒸散发、水分凝结以及降水径流排泄过程，促进土壤水分条件改善，并进一步达到修复植被，提升土壤环境质量的目标。
本发明的技术方案如下：
一种用于改善土壤水分特征的工具，包括套筒结构本体，其中，所述套筒结构本体内设置有所述外筒以及所述内筒，所述外筒与所述内筒相适配，形成可拆卸的所述套筒结构本体，所述内筒与所述外筒之间设置有有一个狭长的槽，所述外筒上设置有所述顶盖，所述顶盖上设置有所述外筒六角形头部，所述内筒上设置有所述内筒六角型头部，所述手柄与所述内筒六角形头部连接，所述外筒六角形头部与所述内筒六角形头部相适配，在所述外筒的筒壁上设置多个所述通透孔，在所述外筒六角型头部的侧壁上同样设置有所述通透孔。
所述用于改善土壤水分特征的工具，其中，所述外筒的筒壁外侧上设置有外旋螺纹。
所述用于改善土壤水分特征的工具，其中，所述外筒的筒壁下端设置有偏向内壁的倾斜面。
所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒为可降解的环保材质，所述内筒采用不锈钢材质。
所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒采用竹碳钎维材质。
一种用于改善土壤水分特征的方法，其中，将所述外筒与所述内筒通过所述外筒六角型头部和所述内筒六角形头部准确卡位，形成所述套筒结构本体，沿所述外筒螺纹旋转方向在所述手柄处施加外力，使所述内筒和所述外筒同时垂直旋入土壤内部，操作者向上提所述手柄，将所述内筒和所述外筒能够有效分离，所述外筒作为支撑骨架留在土壤内部，操作者将所述顶盖盖上，形成半封闭空间。
所述用于改善土壤水分特征的方法，其特征在于，所述套筒结构本体旋入土壤的深度一般为30～50cm，所述外筒的外旋螺纹和所述外筒的筒壁下端的偏向内壁的倾斜面设计，所述外筒内部形成开放空间，所述外筒的筒壁上设置多个所述通透孔，增大土壤比表面积，所述外筒六角型头部的侧壁设置有所述通透孔，使种子流和各种营养物流能随地表径流下渗至土壤内部。
本发明提供一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法，通过顶盖、套筒结构、手柄等，使本套筒结构本体结构简单，便于加工和操作，节省资金成本，安装方便，环保无污染，通过调节土壤水分蒸散发、水分凝结以及降水径流排泄过程，促进土壤水分条件改善，并进一步达到修复植被，提升土壤环境质量的目标。
附图说明
图1为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的整体结构示意图。
图2为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的外筒结构示意图。
图3为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的工作示意图。
图4为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的工作效果图。
具体实施方式
本发明提供一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施示例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的整体结构示意图。图2为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的外筒结构示意图。图3为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的工作示意图。图4为本发明是一种用于改善土壤水分特征的工具的工作效果图。如图1、2、3、4所示，该工具包括套筒结构本体100，顶盖101、外筒102、内筒106、外筒六角型头部103、内筒六角形头部104、通透孔105、手柄107。
所述套筒结构本体100内设置有所述外筒102以及所述内筒106，所述外筒102与所述内筒106相适配，形成可拆卸的所述套筒结构本体100，所述内筒106与所述外筒102之间设置有有一个狭长的槽，所述外筒102为可降解的环保材质，具体可采用竹碳钎维材质，所述内筒106采用不锈钢材质，所述外筒102上设置有所述顶盖101，所述顶盖101上设置有所述外筒六角形头部103，所述内筒106上设置有所述内筒六角型头部104，所述手柄107与所述内筒六角形头部104连接，所述外筒六角形头部103与所述内筒六角形头部104相适配，在所述外筒102的筒壁上设置多个所述通透孔105，在所述外筒六角型头部103的侧壁上同样设置有所述通透孔105，所述外筒102的筒壁外侧上设置有外旋螺纹，所述外筒102的筒壁下端设置有偏向内壁的倾斜面。
操作者在使用时首先要安装工具，将所述外筒102与所述内筒106通过所述外筒六角型头部103和所述内筒六角形头部104准确卡位，形成所述套筒结构本体100，沿所述外筒102螺纹旋转方向在所述手柄107处施加外力，使所述内筒106和所述外筒102同时垂直旋入土壤内部，旋入土壤的深度一般为30～50cm，也可根据应用需要调整长短。所述外筒102的外旋螺纹和所述外筒102的筒壁下端的偏向内壁的倾斜面设计，均减少了装置嵌入土壤的阻力。其次，操作者向上提所述手柄107，将所述内筒106和所述外筒102能够有效分离，所述外筒102作为支撑骨架留在土壤内部。由于所述内筒106内部为空心结构，附在所述内筒106内壁的土壤一并提出，将土壤取出后所述内筒106可重复使用，所述外筒102内部形成开放空间，所述外筒102的筒壁上设置多个所述通透孔105，增大土壤比表面积，使内部土壤与外界环境进行充分的气、水交换，调节土壤内部水分的蒸发量与凝结量变化，促进土壤中的盐碱物质和阴阳离子均匀分布，改善土壤水分特征和土壤性质。最后，操作者将所述顶盖101盖上，形成半封闭空间，尽量阻止外界环境中的大气干沉降以及各种杂物进入土壤内部，所述外筒六角型头部103的侧壁设置有所述通透孔105，使种子流和各种营养物流能随地表径流下渗至土壤内部，形成植物生长的环境，促进植被的有效修复过程，提升土壤环境质量的目标。
在实施过程中，操作者可以根据待修复区域土壤性质提高设置装置密度，以增加工作效率。由于所述外筒102为可降解的环保材质，操作者不需要对装置进行定期检查，在运行一段时间后，操作者可以根据检测土壤的各项指标，调整装置的数量，调节土壤水分蒸散发、水分凝结以及降水径流排泄过程，促进土壤水分条件改善，并进一步达到修复植被，提升土壤环境质量的目标。
本发明一种用于改善土壤水分特征的工具及其方法，具有以下优点：
第一，所述外筒102作为支撑骨架，筒壁设计有所述通透孔105，所述通透孔105为多孔镂空结构，在土壤内部形成开放空间，增大单位地表面积内土壤比表面积，使内部土壤与外界环境进行充分的气、水交换，促进土壤中的盐碱物质和阴阳离子均匀分布，改善土壤水分特征和土壤性质。
第二，所述外筒102的筒壁外侧设置有外旋螺纹，此结构可增加所述套筒结构本体100纵向旋入土壤垂直方向力，但又能很好地保持土壤的完整性。
第三，所述内筒106与所述外筒102之间设置有有一个狭长的槽，从而保证所述内筒106和所述外筒102能够有效分离。
第四，所述外筒六角形头部103与所述内筒六角形头部104相适配，准确卡接起到紧固作用，易安装、整体性、拆卸方便。
第五，所述外筒102采用竹碳钎维材质，具有良好的吸湿性、放湿性、透气性，为绿色环保材料，运行成本低且不会产生二次污染。
第六，所述内筒106采用不锈钢材质，可以重复使用，节约成本、减少浪费，方便携带且对土壤介质无污染。
第七，为了提高工作效率，可以在在制造坑洞后，将内外筒同时从土壤中提出，也就是外筒也可重复使用，进一步增大土壤比表面积，最大化促进土壤水分条件改善，更好的修复植被。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于改善土壤水分特征的工具，包括套筒结构本体，其特征在于，所述套筒结构本体内设置有所述外筒以及所述内筒，所述外筒与所述内筒相适配，形成可拆卸的所述套筒结构本体，所述内筒与所述外筒之间设置有有一个狭长的槽，所述外筒上设置有所述顶盖，所述顶盖上设置有所述外筒六角形头部，所述内筒上设置有所述内筒六角型头部，所述手柄与所述内筒六角形头部连接，所述外筒六角形头部与所述内筒六角形头部相适配，在所述外筒的筒壁上设置多个所述通透孔，在所述外筒六角型头部的侧壁上同样设置有所述通透孔。
2.根据权利要求1所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒的筒壁外侧上设置有外旋螺纹。
3.根据权利要求2所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒的筒壁下端设置有偏向内壁的倾斜面。
4.根据权利要求3所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒为可降解的环保材质，所述内筒采用不锈钢材质。
5.根据权利要求4所述用于改善土壤水分特征的工具，其特征在于，所述外筒采用竹碳钎维材质。
6.一种用于改善土壤水分特征的方法，其特征在于，将所述外筒与所述内筒通过所述外筒六角型头部和所述内筒六角形头部准确卡位，形成所述套筒结构本体，沿所述外筒螺纹旋转方向在所述手柄处施加外力，使所述内筒和所述外筒同时垂直旋入土壤内部，操作者向上提所述手柄，将所述内筒和所述外筒能够有效分离，所述外筒作为支撑骨架留在土壤内部，操作者将所述顶盖盖上，形成半封闭空间。
7.根据权利要求6所述用于改善土壤水分特征的方法，其特征在于，所述套筒结构本体旋入土壤的深度一般为30～50cm，所述外筒的外旋螺纹和所述外筒的筒壁下端的偏向内壁的倾斜面设计，所述外筒内部形成开放空间，所述外筒的筒壁上设置多个所述通透孔，增大土壤比表面积，所述外筒六角型头部的侧壁设置有所述通透孔，使种子流和各种营养物流能随地表径流下渗至土壤内部。
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