CN208224035U - 一种多层土壤下渗水模拟收集装置 - Google Patents

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张腾
马丁
万柯均
唐祺超
邓良基
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Abstract

本实用新型提供一种多层土壤下渗水模拟收集装置,包括由底部箱体与至少一节上层箱体构成的土层收集装置,在每节箱体内设置有收集水箱,所述收集水箱的顶部分布有若干小孔,且所述收集水箱上还连通有出水管道;所述上层箱体为一个无顶层、无底层的柱状结构,所述底部箱体的底部设置有一层用于承接土的挡板,在该挡板上分布有渗水流出孔;所述底部箱体与上层箱体之间通过镶嵌卡接的方式固定连接。本申请装置成本低,而且不但能收集不同土壤土层的下渗水,于模拟结果上也能更加优于其他下渗水模拟装置。另外,本装置的自由组合、拆卸的特点,使得模拟研究能够适应不用土层深度的需要。

Description

一种多层土壤下渗水模拟收集装置
技术领域
本实用新型涉及农业循环利用中下渗水的研究技术领域,尤其涉及一种多层土壤下渗水模拟收集装置。
背景技术
中国是农业废弃物产出量最高的国家,近年来作物秸秆年产量7亿多吨,畜禽粪便排放量达40亿吨。作为可循环再利用的资源,农业废弃物蕴含着巨大的生态、经济和社会价值。然而,尽管目前秸秆及畜禽粪便利用的单项技术较多,但因未形成高效的技术体系且水平偏低,制约了科学处理和综合循环利用。其重要原因之一是在于,农业废弃物还田下,对于土壤下渗水和地下水有多大的影响目前还未知晓。在农田系统中,土壤水是联系地下水和地表水的关键纽带,是水资源的形成、转化与消耗过程中重要环节。在农业生产中,由于灌溉管理不当,水资源利用率低,土壤水分渗漏是其中最常见的问题之一。如果水分管理不当会造成土壤农田硝酸盐及盐渍化、病菌和重金属等对地下水的污染问题。因而,研究土壤水渗漏损失对有效控制农田营养元素的淋溶损失、重金属潜在风险以及农业废弃物利用均具有重要的现实意义。但是,当下对于土壤下渗水收集的方法并不多,主要以精密仪器收集为主,价格过于昂贵。目前,国内对于土壤下渗水的收集装置大致可以分为两种类型:一种是精密仪器装置,另一种为传统接水法。
精密仪器装置,主要是在于在研究区域内挖了一个剖面,根据测定的深度在剖面安装一定数量的溶液提取器和负压计,每个点均安装有中子管和地下水观测孔,并在剖面安装热敏电阻温度计。该方法所采用的精密仪器装置成本过高,对于操作人员的专业技术要求过高,无法轻松简便的进行操作。传统接水装置,是用镀锌铁皮或者塑料板制成的收集土壤溶液的渗透器,渗透漏斗带一有孔镀锌铁皮或塑料圆盘,装在低于漏斗上沿1-2cm处,之上铺设带有石英砂的玻纤布。渗滤水用直径1-2cm的聚乙烯管吸出。聚乙烯管要有一定的长度,上边盖有塞子的一端埋在距地表深40-45cm处。该方法虽然制作成本的合理但是具体操作性不强,对与接水装置的安装和操作至少需要两个人,这也是对人力的一种消耗。
因此,设计一种简易的土壤下渗水收集装置势在必行,不单可以解决当前研究中测定方法较为单一和费用昂贵,还可以为农业循环利用中下渗水的研究提供可参考的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种用于收集多层土壤下渗水或模拟不同土壤层下渗水的容积状况的多层土壤下渗水模拟收集装置。
一种多层土壤下渗水模拟收集装置,包括由底部箱体与至少一节上层箱体构成的土层收集装置,在每节箱体内设置有收集水箱,所述收集水箱的顶部分布有若干小孔,且所述收集水箱上还连通有出水管道;
所述上层箱体为一个无顶层、无底层的柱状结构,所述底部箱体的底部设置有一层用于承接土的挡板,在该挡板上分布有渗水流出孔;
所述底部箱体与上层箱体之间通过镶嵌卡接的方式固定连接。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,所述收集水箱设置在底部箱体、上层箱体的底部。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,所述上层箱体为3 个。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,所述收集水箱固定在上层箱体、底部箱体的内壁上,且各个收集水箱之间的分布位置为交错开。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,在每个上层箱体和底部箱体上均设置有把手。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,所述底部箱体与上层箱体之间、以及上层箱体之间通过弧形的凹槽卡接固定在一起。
进一步地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,在底部箱体的底部设置有支架。
有益效果:
从费用上来说,成本低;从作用上来看,本装置不但能收集不同土壤土层的下渗水;由于它相似于自然状态下的土层结构,对于模拟结果上也能更加优于其他下渗水模拟装置,而现有模拟装置也仅限于对0-40cm土壤土层的模拟,本装置的自由组合、拆卸的特点,使得模拟研究能够适应不用土层深度的需要。
附图说明
图1为本实用新型多层土壤下渗水模拟收集装置结构示意图;
图2位本实实用新型的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型装置为一个长宽高分别为30cm*30cm*20cm的无顶面的四面箱体(在箱体的底部设置有一层底面用于承接土壤)。本装置由于箱体中间无挡板,完全为一个腔体结构,因此在模拟土壤下渗水迁移的过程时能够使得不同土层间的土壤接触,更加接近于自然界土壤状态。装置材料均为不锈钢钢板,具体装置结构如图1所示,图1为本实用新型多层土壤下渗水模拟收集装置结构示意图;图2位本实实用新型的俯视图。如图1、图2所示,本实用新型提供的一种多层土壤下渗水模拟收集装置,包括由底部箱体1与至少一节上层箱体4构成的土层收集装置,在每节箱体内设置有收集水箱2,该收集水箱2的尺寸为 10cm*30cm*10cm的长方体,所述收集水箱2的顶部分布有若干小孔3,且所述收集水箱2上还连通有出水管道;该收集箱由2mm的不锈钢钢板焊接而成,与箱体内壁焊接贴合,密封且防漏水,收集箱顶面均匀分布70个直径4mm的小孔3,方便地下渗水流入收集箱。
所述上层箱体4为一个无顶层、无底层的柱状结构,所述底部箱体1的底部设置有一层用于承接土的挡板,在该挡板上分布有渗水流出孔,该渗水流出孔均匀排列分布在挡板上,其直径为4.22mm,便于多余下渗水流出装置,防止降雨或模拟降雨时最底层积水过多,破坏下层土壤结构,影响模拟结果。
所述底部箱体1与上层箱体4之间通过镶嵌卡接的方式固定连接,且。
在本实施例中所述上层箱体4为3个。
在使用时,本装置可根据不同需要模拟不同土壤土层下渗水流失状况,在确定土层深度后可进行自由组合;因为本装置为保证模拟状态近似于自然状态下的土壤土层,因此每个上层箱体并无底面,从而能使不同层次土壤贴合,与自然状态一致,填充不同土层土壤顺序为由最底层依次往上填充(切记按发生层进行填充)。首先将最底层装置按研究需要填充最深层土壤,再由下往上将装置组合、装土,依次组合填充完毕即可。由于底部箱体1与上层箱体4内分别填充满了不同发生层的土壤,然后对应土层中的水渐渐通过收集水箱2上的小孔渗入到收集水箱2内,并通过与收集水箱2连通的出水管道排出,从而达到收集多层土壤下渗水的目的;同时通过测量出水管道的出水量,就可以实现模拟不同土壤层下渗水的容积状况。
本实用新型作用及用途有两方面:1、用于收集多层土壤下渗水;2、用于模拟不同土壤层下渗水的容积状况。
针对作用一,多层指的是土壤研究中0-20cm、20-40cm、40-60cm、60cm以下的土层,现存的简易土壤下渗水收集装置只能收集0-40cm范围土层的下渗水,如果要收集40cm土层以下的下渗水除用价格昂贵的仪器外,只能用模拟土柱法,但这种方法耗费人力和时间太多,综合成本太高;而本装置有可自由装卸,自由组合,可以根据研究需要组合不同的土层进行下渗水的收集研究;且制作成本合理,可拆卸的特点使得在搬运和按发生层回填土壤时方便快捷。
针对作用二,在土壤下渗水研究中很多模拟装置只能模拟40cm以上的土壤下渗水,对于40cm一下的土层不容易实现低成本和符合研究需要的下渗水模拟;因此,本装置在设计过程中根据自身研究深度100cm土壤下渗水的现实,设计了本装置;符合下渗水模拟收集的要求。
优选地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,为了最大限度地收集各个土层土壤的渗水状况,所述收集水箱2设置在底部箱体1、上层箱体4的底部。
优选地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,如图2所示,所述收集水箱2固定在上层箱体4、底部箱体1的内壁上,且各个收集水箱2之间的分布位置为交错开,图2中为前后左右各设置一个收集水箱2,一个收集水箱2对应一个底部箱体1或上层箱体4,这样就可以避免因为在同一个位置收集下渗水而导致的收集不充分的缺陷,从而进一步提高了收集下渗水的精度。
优选地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,为了方便移动和自由组装,在每个上层箱体4和底部箱体1上均设置有把手5。
优选地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,为了方便拆卸与安装,所述底部箱体1与上层箱体4之间、以及上层箱体4之间通过弧形的凹槽7卡接固定在一起。
优选地,如上所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,为了方便放置,在底部箱体1的底部设置有支架6。该支架与最底层底部箱体1焊接在一起,内凹三面体支架,除能够稳定设立在水泥路面上,同时也能安装在农田土壤上。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,包括由底部箱体(1)与至少一节上层箱体(4)构成的土层收集装置,在每节箱体内设置有收集水箱(2),所述收集水箱(2)的顶部分布有若干小孔(3),且所述收集水箱(2)上还连通有出水管道;
所述上层箱体(4)为一个无顶层、无底层的柱状结构,所述底部箱体(1)的底部设置有一层用于承接土的挡板,在该挡板上分布有渗水流出孔;
所述底部箱体(1)与上层箱体(4)之间通过镶嵌卡接的方式固定连接。
2.根据权利要求1所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,所述收集水箱(2)设置在底部箱体(1)、上层箱体(4)的底部。
3.根据权利要求2所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,所述上层箱体(4)为3个。
4.根据权利要求3所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,所述收集水箱(2)固定在上层箱体(4)、底部箱体(1)的内壁上,且各个收集水箱(2)之间的分布位置为交错开。
5.根据权利要求1所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,在每个上层箱体(4)和底部箱体(1)上均设置有把手(5)。
6.根据权利要求1所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,所述底部箱体(1)与上层箱体(4)之间、以及上层箱体(4)之间通过弧形的凹槽(7)卡接固定在一起。
7.根据权利要求1-6任一所述的多层土壤下渗水模拟收集装置,其特征在于,在底部箱体(1)的底部设置有支架(6)。
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