一種針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置，其包括透明柱體、活動板、不銹鋼絲紗網、底盤、支架、地下水位模擬組件，底盤固定于柱體的一端，支架與底盤連接，柱體的側壁上設置有一排水勢傳感器安裝孔、一排鹽分傳感器安裝孔、一排溫度傳感器安裝孔、兩排排氣孔、一排取樣孔，活動板與不銹鋼絲紗網均收容在柱體內，地下水位模擬組件連接于底盤的底部。本實用新型專利技術的優點：能成毛管水上升、模擬大氣降水條件下土壤水鹽運移、模擬蒸發條件下土壤水鹽運移、控制地下水位變化條件下水鹽運移等實驗，利用該套裝置能實現礦區粉煤灰充填復墾地土壤-粉煤灰基質中的水鹽運移狀態的動態觀測，探尋出最適宜于作物生長的復墾模式。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種煤礦區域用的模擬實驗裝置，尤其是涉及一種針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置。
技術介紹
土地復墾技術是指對生產建設過程造成的挖損、塌陷、壓占等土地破壞采取的修復性生態工程措施，使其生態功能部分或全部恢復或修復的行動或過程，如對已開采礦區的排土場、尾礦庫、城市采石場以改善土地肥力，提高生物生產力為目的的土地復 墾。目前復墾后土地存在著作物產量低、復墾土壤質量低等問題。提高土地整治的綜合利用效益，處理好土地整治與煤炭企業生產的關系，是關系到礦區可持續發展的關鍵。研究復墾土壤條件下的土壤理化生物學性狀及其水分和溶質運移情況，即從不同厚度的復墾土地、土壤-復墾基質結構的土壤本身理化生物學特征和水鹽運移的特征規律著手，探尋土壤-復墾基質充填復墾結構的最適宜覆土范圍、最優土壤肥力質量狀況，適用于不同土地復墾模式下的土壤水鹽運移研究。實驗結果可以為復墾工程的有效實施提供有力的參考依據。
技術實現思路
有鑒于此，有必要提供一種能實現礦區復墾地土壤-基質中的水鹽運移狀態的動態觀測，探尋出最適宜于作物生長的復墾模式的針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置。本技術是這樣實現的，一種針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置，其包括透明柱體、活動板、不銹鋼絲紗網、底盤、支架以及地下水位模擬組件，該底盤封閉固定于該柱體的一端作為該柱體的底端，該支架與該底盤固定連接支撐該柱體，該柱體的側壁上沿平行于該柱體的中心線方向上設置有一排水勢傳感器安裝孔、一排鹽分傳感器安裝孔、一排溫度傳感器安裝孔、兩排排氣孔以及一排取樣孔，從垂直于該柱體的中心線方向上看，三排傳感器安裝孔呈多層平面間隔均勻排列，每層平面包括一個水勢傳感器安裝孔與一個鹽分傳感器安裝孔，相鄰兩層平面之間包括至少一個溫度傳感器安裝孔，該兩排排氣孔中的其中一排與該排取樣孔相鄰，該兩排排氣孔中的另一排與該排水勢傳感器安裝孔相鄰，每排上的孔均勻分布，每個水勢傳感器安裝孔安裝有水勢傳感器，每個鹽分傳感器安裝孔安裝有鹽分傳感器，每個溫度傳感器安裝孔安裝有溫度傳感器，該柱體上靠近該底端的側壁開設有通氣孔，該活動板與該不銹鋼絲紗網均收容在該柱體內，且該不銹鋼絲紗網位于該活動板上，該紗網的孔徑小于該活動板的每個通孔的孔徑，該地下水位模擬組件連接于該底盤的底部進行地下水位的模擬。作為上述方案的進一步改進，該土柱模擬實驗裝置還包括若干法蘭盤，該柱體為多段結構由若干段子柱體組成，相鄰兩個子柱體之間由一個該法蘭盤固定連接，該活動板與該不銹鋼絲紗網均收容在靠近該底端的法蘭盤的凹槽內。作為上述方案的進一步改進，每個水勢傳感器安裝孔的孔壁沿該柱體的側壁向外延伸，且其孔壁傾斜于該柱體的側壁。作為上述方案的進一步改進，每個水勢傳感器安裝孔的孔壁與該柱體的側壁之間的夾角滿足以下條件tana=r/(H/n)，其中，H指當該柱體盛有復墾土壤時，從靠近該底端的法蘭盤到該柱體的頂端之間的距離減去該柱體的頂端至該復墾土壤之間的距離，η是水勢傳感器數，r是該柱體的內徑。作為上述方案的進一步改進，該通氣孔設置有排氣閥。作為上述方案的進一步改進，該土柱模擬實驗裝置還包括蒸發模擬器，該蒸發模擬器為懸設于該第一柱體的端口之上的紅外線燈或白熾燈。作為上述方案的進一步改進，該土柱模擬實驗裝置還包括大氣降水模擬器，該大氣降水模擬器包括懸設于該第一柱體的端口之上的噴水器和水流量計，該噴水器與該水流量計連接。作為上述方案的進一步改進，該地下水位模擬組件包括收容有液態水的馬氏瓶、 大氣連通管以及水管，該大氣連通管的一端浸入在該液態水中，其另一端延伸在該馬氏瓶外而暴露于空氣中，該水管的一端通過該底盤延伸于該柱體內，其另一端通過該馬氏瓶的底部延伸于該馬氏瓶內。作為上述方案的進一步改進，該底盤與該馬氏瓶的底部均設置有水龍頭，該水管的兩端分別與該兩個水龍頭連接。作為上述方案的進一步改進，該支架的底部設置有多個輪子，至少兩個輪子安裝有輪子制閘。本技術提供的針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置的優點在于可完成毛管水上升、模擬大氣降水條件下土壤水鹽運移、模擬蒸發條件下土壤水鹽運移、控制地下水位變化條件下水鹽運移等實驗，利用該套裝置可以實現礦區粉煤灰充填復墾地土壤-粉煤灰基質中的水鹽運移狀態的動態觀測，探尋出最適宜于作物生長的復墾模式，結果相對精確。附圖說明圖I為本技術較佳實施方式提供的針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置的局部結構示意圖。圖2為圖I中不銹鋼絲網的俯視圖。圖3為本技術較佳實施方式提供的針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置的支架的俯視圖。主要符號說明第一法蘭盤1，第二法蘭盤2，底盤3，活動板4，通氣孔5，碎石6，螺絲8，水龍頭9，水管10，模擬蒸發器11，馬氏瓶12，大氣連通管13，進水孔14，水17，土壤18，復墾基質19，不銹鋼絲網20，螺絲孔22，輪子23，輪子制閘24，水勢傳感器34，鹽分傳感器35，第一子柱體31，第二子柱體32，第三子柱體33，支架27，通道29。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。請一并參閱圖I、圖2以及圖3，其為本技術較佳實施方式提供的針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置的結構示意圖。土柱模擬實驗裝置用于研究復墾土壤條件下的土壤理化生物學性狀及其水分和溶質運移情況，即從不同厚度的復墾土地、土壤-復墾基質結構的土壤本身理化生物學特征和水鹽運移的特征規律著手，探尋土壤-復墾基質充填復墾結構的最適宜覆土范圍、最優土壤肥力質量狀況，適用于不同土地復墾模式下的土壤水鹽運移研究。實驗結果可以為復墾工程的有效實施提供有力的參考依據。土柱模擬實驗裝置包括透明柱體、第一法蘭盤I、第二法蘭盤2、活動板4、底盤3、地下水位模擬組件、支架27、不銹鋼絲紗網20、蒸發模擬器11。透明柱體內收容有土壤18、復墾基質19 (如粉煤灰等)、碎石6。底盤3封閉固定于該柱體的一端作為該柱體的底端，支架27與底盤3固定連接支 撐該柱體。該柱體的側壁上沿平行于該柱體的中心線方向上設置有一排水勢傳感器安裝孔34 (安裝有水勢傳感器)、一排鹽分傳感器安裝孔35 (安裝有鹽分傳感器)、一排溫度傳感器安裝孔(圖未示，安裝有溫度傳感器)、兩排排氣孔(圖未示)以及一排取樣孔(圖未示)，從垂直于該柱體的中心線方向上看，三排傳感器安裝孔呈多層平面間隔均勻排列，每層平面包括一個水勢傳感器安裝孔34與一個鹽分傳感器安裝孔35，相鄰兩層平面之間包括至少一個溫度傳感器安裝孔，該兩排排氣孔中的其中一排與該排取樣孔相鄰，該兩排排氣孔中的另一排與該排水勢傳感器安裝孔34相鄰，每排上的孔均勻分布，該柱體上靠近該底端的側壁開設有通氣孔5，可以理解，該通氣孔5可以設置排氣閥(圖未示)便于控制通氣的時間。三排傳感器安裝孔橫向呈多層平面間隔均勻排列是要保證傳感器測的數據的有效性，三排傳感器安裝孔縱向呈直線式開孔是考慮到監測數據的不重復性與代表性，分別從兩種角度的考慮，兼顧后測得數據才能有用。每個水勢傳感器安裝孔34的孔本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種針對礦區復墾土壤與粉煤灰基質的土柱模擬實驗裝置，其特征在于，其包括透明柱體、活動板、不銹鋼絲紗網、底盤、支架以及地下水位模擬組件，該底盤封閉固定于該柱體的一端作為該柱體的底端，該支架與該底盤固定連接支撐該柱體，該柱體的側壁上沿平行于該柱體的中心線方向上設置有一排水勢傳感器安裝孔、一排鹽分傳感器安裝孔、一排溫度傳感器安裝孔、兩排排氣孔以及一排取樣孔，從垂直于該柱體的中心線方向上看，三排傳感器安裝孔呈多層平面間隔均勻排列，每層平面包括一個水勢傳感器安裝孔與一個鹽分傳感器安裝孔，相鄰兩層平面之間包括至少一個溫度傳感器安裝孔，該兩排排氣孔中的其中一排與該排取樣孔相鄰，該兩排排氣孔中的另一排與該排水勢傳感器安裝孔相鄰，每排上的孔均勻分布，每個水勢傳感器安裝孔安裝有水勢傳感器，每個鹽分傳感器安裝孔安裝有鹽分傳感器，每個溫度傳感器安裝孔安裝有溫度傳感器，該柱體上靠近該底端的側壁開設有通氣孔，該活動板與該不銹鋼絲紗網均收容在該柱體內，且該不銹鋼絲紗網位于該活動板上，該紗網的孔徑小于該活動板的每個通孔的孔徑，該地下水位模擬組件連接于該底盤的底部進行地下水位的模擬。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐良驥，許善文，嚴家平，章茹芹，
申請(專利權)人：徐良驥，
類型：實用新型
國別省市：