CN207946426U - 一种土壤水盐运移观测箱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土壤水盐运移观测箱装置，其根据当前田间土壤水盐运动观测方法的固定性、非可视化和无法区分水肥利用比率，以及土柱取样观测方法的尺度小、扰动大、取样耗时较多，且两种无法便捷的应用于不同土壤环境中的缺点，通过利用组合式可移动有机玻璃箱体设备辅以水分入渗监测技术，完善观测土壤水分、盐等物质运移过程的方法。即运用有机玻璃箱的整体性、可视性和便捷性的特点，配以可调节不同土壤深度的探头孔板与可移动底座，并整合收集渗漏的土壤水盐等物质，可监测不同土壤环境(土壤组成或作物组成)条件下的土壤水盐运移过程，以揭示其运动变化规律。

Description

一种土壤水盐运移观测箱装置

技术领域

本实用新型涉及农业土壤水分运动观测领域，具体涉及一种土壤水盐运移观测箱装置。

背景技术

随着我国农业生产水平与技术的提高，目前已由传统的漫灌、过量施肥农业向精准农业逐步发展。农业水肥的高效利用已成为当今传统农业向现代农业生产转型的有效途径，再将测土配方施肥、变量控制施肥等高新技术与现代灌溉农业技术相结合，最大限度地提高农业生产力，实现高产、优质、低耗和环保的可持续发展农业。

进行农业水肥利用的前提是必须了解其在土壤中的运动变化规律。目前常采用田间原位布设监测探头的方式和土柱取样的方式对土壤水盐运动进行观测，其中采用田间原位布设监测探头的观测技术虽保证了观测结果的真实性，但探头布设位置的固定性、水分运动过程的非可视性，以及水肥在田间土壤空间中的分配比例不明等问题均会影响所获得观测结果的全面性与准确性。而土柱取样观测方法受土柱装置的尺寸(一般直径10cm-30cm，长度15cm-50cm)、形状(断面圆形)和制取工艺(砸入土壤中)的限制，所制取的土壤数量较少，土柱长度有限，土壤扰动较大，且取样时间过长，影响观测所得数据的代表性、完整性和准确性。再加之不同地区内的农业土壤环境条件之间的差异，即不同的土壤组成、耕作方式和作物组成均会影响土壤中水盐运动变化过程，也需要观测不同土壤条件下的土壤水盐运移状况。

实用新型内容

综上所述，为克服现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种土壤水盐运移观测箱装置，通过使用该装置所获得的成果，不仅为农业水肥高效利用提供前期准确、全面的数据支撑，更为区域水资源评价，地下水污染防治等领域的研究提供一定的理论基础。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种土壤水盐运移观测箱装置，包括有机玻璃箱体和可移动底座；所述有机玻璃箱体通过螺栓可拆卸的安装在所述可移动底座的顶部，其内部用于放置土壤样品；在所述有机玻璃箱体内设有用于下压土壤样品的压实器；所述可移动底座内对应所述有机玻璃箱体的底部设有用于收集土壤样品中的水盐溶液的收集漏斗；

所述有机玻璃箱体一侧的中间位置竖直设有卡槽，所述卡槽内插装有有机玻璃探头板，在所述有机玻璃探头板上设有多个用于插入相应探头来检测土壤样品中成分参数变化的通孔，所述通孔上设有可拆卸的且用于将其封堵的橡胶塞；所述有机玻璃箱体上与所述插槽相对的一侧的底部还设有可开启或者关闭的且用于将土壤样品排出的卸料口。

本实用新型的有益效果是：

(1)将当前两种水盐运移观测技术相整合，可满足用于观测不同制取土壤(原状与重塑土壤)中的水盐运移过程，观测不同土壤条件下的水盐运移。

(2)可进行可视化观测，即观察土壤水分在土体中的运动形态，较田间原位观测技术可视化程度高，且相比土柱取样观测装置尺寸大，代表性更强，扰动更小，所观测边界条件规整，易于后续其他分析研究。

(3)可根据观测需要对不同土壤深度下的水盐运移进行观测，以及箱体可移动便于组合其他相关设备进行相关研究工作，如可作为人工模拟降雨土槽使用，或进行室内植物栽培槽使用，充分模拟自然条件下的土壤环境，结果真实性较土柱取样观测更高，且观测更灵活、便捷，后续使用范围更广。

(4)可定量分析外界入渗水、盐等物质，即可分别得到土壤内部与土壤底部渗漏的水分、盐等物质的数量，相比易受外界影响的田间原位观测技术所得数据准确、详细，且较土柱取样观测所研究的土壤水盐运动观测尺度更大，更接近于田间实际。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述压实器包括压实板、螺栓杆和十字旋转架；所述压实板处于所述有机玻璃箱体内对应土壤样品上方的位置处；所述螺栓杆的一端连接所述压实板，其另一端竖直向上自由穿过所述有机玻璃箱体的顶部后螺纹连接所述十字旋转架。

进一步，所述螺栓杆设有两根，两根所述螺栓杆的下端分别连接所述压实板不同的位置。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过下压十字旋转架实现将有机玻璃箱体内土壤样品的均匀压实。

进一步，所述有机玻璃箱体为六块有机玻璃组成的方体结构，除所述有机玻璃箱体顶部的有机玻璃顶板之外的其余五块有机玻璃板通过环氧胶粘剂粘接在一起，并且所述有机玻璃箱体的有机玻璃顶板和底部的有机玻璃的外周向有机玻璃箱体的外侧伸出一段距离，所述有机玻璃箱体底部有机玻璃上对应有机玻璃箱体内的位置处均匀设有若干将水盐溶液向下排放到所述收集漏斗的筛孔；所述有机玻璃箱体的中部外侧上下套有固定架；两个所述固定架相对的两侧分别通过一个蝶形螺栓连接起来，所述蝶形螺栓的上端处于所述有机玻璃箱体的上方，其下端依次竖直穿过所述有机玻璃箱体顶部的有机玻璃顶板、所述固定架和所述有机玻璃箱体底部的有机玻璃后连接到所述可移动底座的顶部。

进一步，所述有机玻璃箱体的侧壁与底部玻璃板设有一圈用作加强筋的支脚。

采用上述进一步方案的有益效果是：保证整个有机玻璃箱体的强度。

进一步，所述可移动底座包括支架和万向轮；所述支架为方框结构，其底部设有所述万向轮。

采用上述进一步方案的有益效果是：实现方便快捷转移该装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的后视图(去除固定架和压实器等)。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、有机玻璃箱体，2、收集漏斗，3、有机玻璃探头板，4、橡胶塞，5、卸料口，6、压实板，7、螺栓杆，8、十字旋转架，9、固定架，10、蝶形螺栓，11、支脚，12、支架，13、万向轮，14、螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和2所示，一种土壤水盐运移观测箱装置，包括有机玻璃箱体1和可移动底座。所述有机玻璃箱体1通过螺栓14可拆卸的安装在所述可移动底座的顶部，其内部用于放置土壤样品。在所述有机玻璃箱体1内设有用于下压土壤样品的压实器，具体如下：所述压实器包括压实板6、螺栓杆7和十字旋转架8。所述压实板6处于所述有机玻璃箱体1内对应土壤样品上方的位置处。所述螺栓杆7的一端连接所述压实板6，其另一端竖直向上自由穿过所述有机玻璃箱体1的顶部后螺纹连接所述十字旋转架8。所述螺栓杆7设有两根，两根所述螺栓杆7的下端分别连接所述压实板6不同的位置。所述可移动底座内对应所述有机玻璃箱体的底部设有用于收集土壤样品中的水盐溶液的收集漏斗2。所述可移动底座包括支架12和万向轮13，所述支架12为方框结构，其底部设有所述万向轮13。

所述有机玻璃箱体1为六块有机玻璃组成的方体结构，除所述有机玻璃箱体1顶部的有机玻璃顶板之外的其余五块有机玻璃板通过环氧胶粘剂粘接在一起，并且所述有机玻璃箱体1有机玻璃顶板和底部的有机玻璃的外周向有机玻璃箱体1的外侧伸出一段距离。由于有机玻璃箱体1顶部的有机玻璃顶板在压实器压匀土壤样品后，需要将其连同压实器一并从有机玻璃箱体1上取下，因此，有机玻璃箱体1的有机玻璃顶板直接放置在其顶部，不做粘接。有机玻璃箱体1的有机玻璃顶板和底部的有机玻璃的外周向有机玻璃箱体1的外侧伸出一段距离，其目的在于连接蝶形螺栓10或者通过螺栓14可拆卸的安装到可移动底座的顶部。所述有机玻璃箱体1底部有机玻璃上对应有机玻璃箱体1内的位置处均匀设有若干将水盐溶液向下排放到所述收集漏斗2的筛孔。所述有机玻璃箱体1的侧壁与底部玻璃板设有一圈用作加强筋的支脚11。所述有机玻璃箱体1的中部外侧上下套有固定架9。两个所述固定架9相对的两侧分别通过一个蝶形螺栓10连接起来，所述蝶形螺栓10的上端处于所述有机玻璃箱体1的上方，其下端依次竖直穿过所述有机玻璃箱体1顶部的有机玻璃顶板、所述固定架9和所述有机玻璃箱体1底部的有机玻璃后连接到所述可移动底座的顶部。

所述有机玻璃箱体1一侧的中间位置竖直设有卡槽，所述卡槽内插装有有机玻璃探头板3。卡槽内插入的有机玻璃探头板3可根据用户需要，自行订制不同土壤深度通孔的有机玻璃探头板3(开设不同或相同间距的通孔)，便于根据用户需要测定不同土壤深度的水盐运移过程。在所述有机玻璃探头板3上设有多个用于插入相应探头来检测土壤样品中成分参数变化的通孔，所述通孔上设有可拆卸的且用于将其封堵的橡胶塞4。所述有机玻璃箱体1上与所述插槽相对的一侧的底部还设有可开启或者关闭的且用于将土壤样品排出的卸料口5。

装置安装过程：首先，除有机玻璃箱1顶部的有机玻璃顶板之外，使用环氧胶粘剂将其他五块机玻璃板、支脚11粘合成有机玻璃箱体1，其中有机玻璃箱体1的正面为带预留卡槽的有机玻璃板，其背面为带卸料口5的有机玻璃板，底部为多孔(筛孔)有机玻璃板，然后将带孔有机玻璃板与橡胶塞4组合成为可拆卸有机玻璃探头板3，并将可拆卸有机玻璃探头板3由上至下垂直插入到有机玻璃箱体1侧面中的带预留卡槽的有机玻璃板内，下部用热熔胶进行切口密封，以防底部渗水，然后将水嘴螺旋接头与有机玻璃漏斗壁组装成为水盐溶液的收集漏斗2，继续将支架12和万向脚轮13使用螺栓进行组装，组装成可移动底座，再将安装有有机玻璃探头板3和收集漏斗2的有机玻璃箱体1通过使用螺栓将其底面预留有螺栓孔的有机玻璃底板安装在可移动底座上，进一步将两个固定架9由上至下套入并固定有机玻璃箱体1，继续将两根蝶形螺栓10和两根螺栓杆7同时穿过有机玻璃箱体1顶部的四孔有机玻璃顶板，其中蝶形螺栓10下端分别由上至下依次穿过有机玻璃箱体1顶部的有机玻璃顶板、两个固定架9、有机玻璃箱体1底部的有机玻璃底板后连接到支架12上，而螺栓杆7下端通过连接安装在双孔有机玻璃压实板6上后组装成土壤压实器。

观测土壤样品填装及监测探头安装过程：对土壤样品进行填装之前，在装置安装完成的基础上，可先拆卸蝶形螺栓10、有机玻璃箱体1顶部的四孔有机玻璃顶板、螺栓杆7和双孔机玻璃压实板6，以便填装土壤样品。将野外所取原状土体(体积根据有机玻璃箱体设计)或按一定配比组成的重塑土壤装填至有机玻璃箱体1内，再重复安装蝶形螺栓10、有机玻璃箱体1顶部的四孔有机玻璃顶板、螺栓杆7和双孔机玻璃压实板6，并使用土壤压实器按照观测需要由上至下均匀压实土壤，即直接下压十字旋转架8带动压实板6下压土壤样品，以免土壤与有机玻璃箱体1之间存在缝隙，发生水流侧渗影响观测，然后将有机玻璃探头板3中的橡胶塞4拔出，缓慢插入已准备好的相同尺寸探头，探头周围使用热熔胶进行密封，以防探头四周发生水流侧渗。

观测过程：移除有机玻璃箱体1顶部的有机玻璃顶板和土壤压实器，然后根据观测需要采用人工模拟降雨或定水头方式对有机玻璃箱体内1的土壤样品施加水、盐等物质，或在土壤上方种植植物，并利用监测探头实时监测有机玻璃箱体内1土壤样品中的水、盐等物质的相关参数变化，有机玻璃箱体1四壁可观察水分湿润锋运动形态，同时通过水盐溶液的收集漏斗2收集渗漏水、盐等溶液，进行渗出液相关参数测定，以定量进行土壤水盐运移相关分析研究。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，包括有机玻璃箱体(1)和可移动底座；所述有机玻璃箱体(1)通过螺栓(14)可拆卸的安装在所述可移动底座的顶部，其内部用于放置土壤样品；在所述有机玻璃箱体(1)内设有用于下压土壤样品的压实器；所述可移动底座内对应所述有机玻璃箱体(1)的底部设有用于收集土壤样品中的水盐溶液的收集漏斗(2)；

所述有机玻璃箱体(1)一侧的中间位置竖直设有卡槽，所述卡槽内插装有有机玻璃探头板(3)，在所述有机玻璃探头板(3)上设有多个用于插入相应探头来检测土壤样品中成分参数变化的通孔，所述通孔上设有可拆卸的且用于将其封堵的橡胶塞(4)；所述有机玻璃箱体(1)上与所述卡槽相对的一侧的底部还设有可开启或者关闭的且用于将土壤样品排出的卸料口(5)。

2.根据权利要求1所述的土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，所述压实器包括压实板(6)、螺栓杆(7)和十字旋转架(8)；所述压实板(6)处于所述有机玻璃箱体(1)内对应土壤样品上方的位置处；所述螺栓杆(7)的一端连接所述压实板(6)，其另一端竖直向上自由穿过所述有机玻璃箱体(1)的顶部后螺纹连接所述十字旋转架(8)。

3.根据权利要求2所述的土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，所述螺栓杆(7)设有两根，两根所述螺栓杆(7)的下端分别连接所述压实板(6)不同的位置。

4.根据权利要求1所述的土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，所述有机玻璃箱体(1)为六块有机玻璃组成的方体结构，除所述有机玻璃箱体(1)顶部的有机玻璃顶板之外的其余五块有机玻璃板通过环氧胶粘剂粘接在一起，并且所述有机玻璃箱体(1)的有机玻璃顶板和底部的有机玻璃的外周向有机玻璃箱体(1)的外侧伸出一段距离，所述有机玻璃箱体(1)底部有机玻璃上对应有机玻璃箱体(1)内的位置处均匀设有若干将水盐溶液向下排放到所述收集漏斗(2)的筛孔；所述有机玻璃箱体(1)的中部外侧上下套有固定架(9)；两个所述固定架(9)相对的两侧分别通过一个蝶形螺栓(10)连接起来，所述蝶形螺栓(10)的上端处于所述有机玻璃箱体(1)的上方，其下端依次竖直穿过所述有机玻璃箱体(1)顶部的有机玻璃顶板、所述固定架(9)和所述有机玻璃箱体(1)底部的有机玻璃后连接到所述可移动底座的顶部。

5.根据权利要求4所述的土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，所述有机玻璃箱体(1)的侧壁与底部玻璃板设有一圈用作加强筋的支脚(11)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的土壤水盐运移观测箱装置，其特征在于，所述可移动底座包括支架(12)和万向轮(13)；所述支架(12)为方框结构，其底部设有所述万向轮(13)。