CN217587142U - 植物生长环境模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种植物生长环境模拟实验装置，属于边坡生态治理研究实验装置技术领域。本实用新型包括基座以及设于基座顶部的实验槽，实验槽为矩形槽，实验槽的底板相对于水平面呈设定角度倾斜布置，实验槽内腔在靠近实验槽底端侧壁板的一侧设置有分隔板，分隔板将实验槽内腔分隔为上部盛土槽和下部集水槽，分隔板的底端面与实验槽的底板上表面之间具有排水间隙，分隔板的顶端面与实验槽的左右两侧壁板的内表面组合构成泄流口，下部集水槽设置有泄水孔。本实用新型安装和使用便捷性好，将原本该在野外坡地进行的实验转移至城市中、把室外的实验转移至室内，方便了科研人员开展工作。

Description

植物生长环境模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种植物生长环境模拟实验装置，属于边坡生态治理研究实验装置技术领域。

背景技术

环境保护中的一项重要工作要求是对边坡进行生态治理。大量的废弃矿山、人工开挖边坡要进行生态治理，这是个涉及植物学、土力学以及工程技术等多学科性的难题。为了研究和掌握边坡生态治理技术，需要一个综合性模拟实验平台。

边坡生态治理研究边坡植物生长必需条件和实现它的技术手段。在大量的工程实践中，因为治理对象存在植物生长环境(环境、气候、地质环境、坡面形态)差异，故其所需的生态治理手段和措施也不同。为此，针对不同的治理对象，需要模拟其特定环境，进行径流小区实验、植物生长立地条件差异性实验、植物建坪研究的开放式实验、植物生长不同养护条件、不同基质条件的实验研究。也可针对单个项目进行平行实验，进行数据与结果的比对，从而找到适合的治理措施和方法。

边坡生态治理实验是个周期较长，对比数据需求较多的工作。实施的便利性，是开展实验工作的一个重要述求，同时也会带来相应的成本节约。

现有技术目前一般采用的是在原位进行模拟实验或者是在异地修筑地表修筑实验平台的方案，存在野外选址困难，实验场地建设难度大、费用高、不可重复使用等弊端，而且存在实验参数单一、实验内容固定、实验人员工作条件差、实验工作开展不方便等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种安装和使用便捷性好的植物生长环境模拟实验装置。

为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：植物生长环境模拟实验装置，包括基座以及设于基座顶部的实验槽，实验槽为矩形槽，实验槽的底板相对于水平面呈设定角度倾斜布置，实验槽内腔在靠近实验槽底端侧壁板的一侧设置有分隔板，分隔板将实验槽内腔分隔为上部盛土槽和下部集水槽，分隔板的底端面与实验槽的底板上表面之间具有排水间隙，分隔板的顶端面与实验槽的左右两侧壁板的内表面组合构成泄流口，下部集水槽设置有泄水孔。

进一步的是：上部盛土槽的底板上表面固定设置有磨阻块。

进一步的是：分隔板相对于实验槽的底板上表面垂直设置。

进一步的是：实验槽的左右两侧壁板的内表面分别固设有斜拉杆，斜拉杆远离侧壁板的一端与实验槽底板上表面固定连接。

进一步的是：基座包括沿实验槽长度方向间隔设置的多组立柱，每组立柱沿着实验槽宽度方向间隔设置，立柱顶端固定设置有与实验槽的底板倾斜方向相适配的斜梁，斜梁的下端固定设置有与实验槽底端侧壁板相配合的限位挡板。

进一步的是：沿着实验槽宽度方向间隔设置的同一组立柱高度相同，高度最低的一组立柱的柱顶与斜梁的下端组合构成限位卡口，限位挡板设于限位卡口内。

进一步的是：沿着实验槽宽度方向间隔设置的同一组立柱高度相同，沿着实验槽宽度方向间隔设置的相邻两根立柱之间设置有横向连系梁，沿着实验槽长度方向间隔设置的相邻两根立柱之间设置有斜撑。

进一步的是：沿着实验槽宽度方向间隔设置的相邻两根立柱之间设置有X型斜撑。

进一步的是：立柱底部设置有条形地基梁。

进一步的是：基座包括沿实验槽长度方向间隔设置的多组立柱，立柱的柱顶均与实验槽铰接，其中至少一组立柱为液压千斤顶。

本实用新型的有益效果是：实验槽的底板相对于水平面的倾斜夹角可根据实验所需模拟的坡度预先设置，分隔板顶端面所在位置的泄流口可模拟自然环境中土体表面冲刷的泥水混合物顺坡而下，分隔板底部的排水间隙可模拟有一定孔隙率的自然土体在雨淋条件下的泄水方式，下部集水槽可方便雨淋实验中径流体的收集及分析。装置整体一般可采用金属构件在工厂预先加工好，安装和使用便捷性好，将原本该在野外坡地进行的实验转移至城市中、把室外的实验转移至室内，方便了科研人员开展工作，相比野外，本实用新型可方便径流小区各种实验条件的接入，比如洒水、光照、基质配置、植物布种等，实现实验项目的多样化；本实用新型可多组装置并行使用，可以开展平行实验；装置整体移动方便，可重复异地使用。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的主视图。

图2为本实用新型中基座的主视图。

图3为本实用新型中实验槽的立体结构示意图。

图4为本实用新型中实验槽内分隔板所在位置的剖面结构示意图。

图中标记：基座1，实验槽2，分隔板3，排水间隙4，泄流口5，限位挡板6，斜拉杆7，立柱8，斜梁9，斜撑10，X型斜撑11，条形地基梁12。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图4所示，本实用新型包括基座1以及设于基座1顶部的实验槽2，实验槽2为矩形槽，实验槽2的底板相对于水平面呈设定角度倾斜布置，实验槽2内腔在靠近实验槽2底端侧壁板的一侧设置有分隔板3，分隔板3将实验槽2内腔分隔为上部盛土槽和下部集水槽，分隔板3的底端面与实验槽2的底板上表面之间具有排水间隙4，分隔板3的顶端面与实验槽2的左右两侧壁板的内表面组合构成泄流口5，下部集水槽设置有泄水孔。其中，矩形槽即是指内腔横截面为矩形的槽体，通常为长方形槽体。实验槽2的底板相对于水平面呈设定角度倾斜布置，即相当于实验槽2一端高一端低，在实验槽2的四个侧壁板中，位于低端这一侧的即为实验槽2底端侧壁板，位于高端这一侧的即为实验槽2顶端侧壁板，位于实验槽2底端侧壁板与实验槽2顶端侧壁板之间的即为左右两侧壁板。具体实施时，实验槽2的底板相对于水平面的倾斜夹角可根据实验所需模拟的坡度预先设置，装置整体一般可采用金属构件在工厂预先加工好，本实施例中采用钢结构件，实验槽2的内腔尺寸为5.15m×1.5m(或者6.15m×1.5m)，深度为30cm～35cm，槽体四周及底板采用钢板满焊缝连接，形成一个封闭体，避免实验过程的水土流失。上部盛土槽内装填土壤后，可模拟植物生长的表层土(有机层和淋溶层)。分隔板3一方面起到防止实验土体在雨淋实验中出现整体溜滑的情况，为使得结构简单可靠，分隔板3一般相对于实验槽2的底板上表面垂直设置，另外一方面，分隔板3的顶端高度比侧壁低5cm，形成泄流口5，可模拟自然环境中土体表面冲刷的泥水混合物顺坡而下，分隔板3底部的排水间隙4可模拟有一定孔隙率的自然土体在雨淋条件下的泄水方式，对于排水间隙4所在区域，分隔板3与实验槽2的底板可采用点焊方式连接，以增加连接可靠性，同时不影响排水。下部集水槽可方便雨淋实验中径流体的收集及分析，泄水孔开设在下部集水槽的底端侧壁板或者底板上均可。为进一步方便径流体的收集及分析，下部集水槽通常可配合集水箱(或者水桶)和导流管实施。为便于雨水冲刷的流体收集与分析，基座1较低的一端离地面高差一般不小于50cm。

优选地，在上部盛土槽的底板上表面固定设置有磨阻块，磨阻块可以是利用钢板制作的块状件，焊接在底板上表面即可。磨阻块通常可以呈梅花形分布，或者是呈矩形阵列分布。磨阻块可以模拟岩石坡面的凹凸。

优选地，实验槽2的左右两侧壁板的内表面分别固设有斜拉杆7，斜拉杆7远离侧壁板的一端与实验槽2底板上表面固定连接。斜拉杆7把侧板与底板拉接起来，可防止装土后侧壁挤涨变形。

优选地，基座1包括沿实验槽2长度方向间隔设置的多组立柱8，每组立柱8沿着实验槽2宽度方向间隔设置，立柱8顶端固定设置有与实验槽2的底板倾斜方向相适配的斜梁9，斜梁9的下端固定设置有与实验槽2底端侧壁板相配合的限位挡板6。在本实施例中，实验槽2、基座1和实验土体等部分的总重可达6吨左右，故基座1设计有八根立柱8作为主要支撑件。设置有两根斜梁9，则主要是为了方便实验槽2的吊装与拼接。优选的是，沿着实验槽2宽度方向间隔设置的同一组立柱8高度相同，即相当于长度方向的立柱8高度不同。在本实施例中，故基座1设计有四组高度不同的立柱8，每组两根。限位挡板6可对实验槽2起到限位作用，防止实验槽2下溜，装配时，实验槽2直接吊装至基座1顶端即可，无需额外的固定装置，结构简单可靠。高度最低的一组立柱8的柱顶与斜梁9的下端组合构成限位卡口，限位挡板6设于限位卡口内，这样高度最低的一组立柱8的柱顶共同参与受力，立柱8的柱顶同时也可起到防止实验槽2下溜的作用，进一步提高了结构可靠性。

为了进一步提高基座的稳定性，沿着实验槽2宽度方向间隔设置的相邻两根立柱8之间设置有横向连系梁，沿着实验槽2长度方向间隔设置的相邻两根立柱8之间设置有斜撑10。沿着实验槽2宽度方向间隔设置的相邻两根立柱8之间设置有X型斜撑11。

为了保证实验平台在多种地基情况下的使用，立柱8底部设置有条形地基梁12，以有效的分摊实验装置的荷载到地基上，以免地基不均匀沉降，影响实验平台的使用和安全。条形地基梁12对应实验槽2宽度方向设置或者长度方向设置均可。

此外，为了便于调节实验槽2的底板倾斜角度，以便在同一基座1实现不同坡度的边坡生态治理植生环境的模拟，立柱8也可采用可调节结构。

基座1包括沿实验槽2长度方向间隔设置的多组立柱8，立柱8的柱顶均与实验槽2铰接，其中至少一组立柱8为液压千斤顶。以设置两组立柱8为例，可以将一组立柱8设置为固定结构，另一组立柱8设置为液压千斤顶，利用液压千斤顶即可实现实验槽2的底板倾斜角度调节。

Claims (10)

1.植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：包括基座(1)以及设于基座(1)顶部的实验槽(2)，实验槽(2)为矩形槽，实验槽(2)的底板相对于水平面呈设定角度倾斜布置，实验槽(2)内腔在靠近实验槽(2)底端侧壁板的一侧设置有分隔板(3)，分隔板(3)将实验槽(2)内腔分隔为上部盛土槽和下部集水槽，分隔板(3)的底端面与实验槽(2)的底板上表面之间具有排水间隙(4)，分隔板(3)的顶端面与实验槽(2)的左右两侧壁板的内表面组合构成泄流口(5)，下部集水槽设置有泄水孔。

2.如权利要求1所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：上部盛土槽的底板上表面固定设置有磨阻块。

3.如权利要求1所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：分隔板(3)相对于实验槽(2)的底板上表面垂直设置。

4.如权利要求1所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：实验槽(2)的左右两侧壁板的内表面分别固设有斜拉杆(7)，斜拉杆(7)远离侧壁板的一端与实验槽(2)底板上表面固定连接。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：基座(1)包括沿实验槽(2)长度方向间隔设置的多组立柱(8)，每组立柱(8)沿着实验槽(2)宽度方向间隔设置，立柱(8)顶端固定设置有与实验槽(2)的底板倾斜方向相适配的斜梁(9)，斜梁(9)的下端固定设置有与实验槽(2)底端侧壁板相配合的限位挡板(6)。

6.如权利要求5所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：沿着实验槽(2)宽度方向间隔设置的同一组立柱(8)高度相同，高度最低的一组立柱(8)的柱顶与斜梁(9)的下端组合构成限位卡口，限位挡板(6)设于限位卡口内。

7.如权利要求5所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：沿着实验槽(2)宽度方向间隔设置的同一组立柱(8)高度相同，沿着实验槽(2)宽度方向间隔设置的相邻两根立柱(8)之间设置有横向连系梁，沿着实验槽(2)长度方向间隔设置的相邻两根立柱(8)之间设置有斜撑(10)。

8.如权利要求7所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：沿着实验槽(2)宽度方向间隔设置的相邻两根立柱(8)之间设置有X型斜撑(11)。

9.如权利要求5所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：立柱(8)底部设置有条形地基梁(12)。

10.如权利要求1至4中任意一项所述的植物生长环境模拟实验装置，其特征在于：基座(1)包括沿实验槽(2)长度方向间隔设置的多组立柱(8)，立柱(8)的柱顶均与实验槽(2)铰接，其中至少一组立柱(8)为液压千斤顶。

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