一种用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置的制作方法

本实用新型属于园林领域，尤其是涉及一种用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置。

背景技术：

地下水埋深及盐分含量是盐渍土形成的重要影响因素，天津滨海地区地下水埋深浅，盐分含量高，极易导致土壤板结化与盐碱化，对园林绿化植物的影响巨大，因此，研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律具有重要意义。

在现有技术中，土柱模拟试验广泛应用于农业、园林、环境等研究领域，作为一种常规的水盐运移试验方法，常用来模拟和研究土壤水盐运移规律。土柱试验通常分为装填土柱与原状土柱，装填土柱是经过田间土壤样品采集、风干、研磨、过筛后，按原来土壤层次分层装填完成，此种土柱传感器埋设及数据采集较为简易，但土壤本身的结构受到了较大破坏，试验的准确性受到较大影响；原状土柱是经过挖掘圆柱状土壤样品，保持原土壤本身结构及理化性质不变的状态下进行水盐数据采集与监测，此种土柱试验更好的还原了研究对象的本质特性，但传感器等试验设备埋设工艺复杂，长期监测难度较高。

同时，室内土柱模拟试验装置，还存在以下几个方面不足：为便于观察土壤结构，土柱管体结构有必要选择透明材质，但日光或灯光照射土柱改变了土柱真实存在环境，容易造成土柱温度异常、外侧盐分析出、滋生苔藓，影响试验效果；大重量土柱重心高，荷载大，容易造成倒塌等安全事故；供水系统易受到扰动、造成水位不稳定，影响试验准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置，包括相互独立的土柱设备和数据监测系统，所述土柱设备包括圆柱体管、遮光帘结构、基座结构、供水装置，所述圆柱体管的侧壁上设有若干传感器埋设孔，圆柱体管的外侧设有遮光帘结构；圆柱体管底部设有基座结构，基座结构上设有供水装置，所述供水装置通过其上的供水胶管与基座结构相连。

进一步地，所述数据监测系统包括数据显示器和若干传感器探头，传感器探头通过数据线与数据显示器相连，使用时，所述传感器探头安装于圆柱体管内。

进一步地，所述基座结构包括不锈钢支座、土柱固定槽和水流缓冲槽，不锈钢支座上设有土柱固定槽，圆柱体管固定于土柱固定槽内，土柱固定槽的侧壁上对称设有若干个进水口，土柱固定槽外侧设有水流缓冲槽，水流缓冲槽的侧壁上设有进水通道，进水通道的一端设有宝塔接头，所述宝塔接头与进水通道通过螺纹连接。

进一步地，所述供水装置包括马氏瓶和供水胶管，不锈钢支座上还设有供水装置固定槽，所述马氏瓶固定于供水装置固定槽内，马氏瓶上的给水管与宝塔接头通过供水胶管相连。

进一步地，所述遮光帘结构包括圆环形滑道、滑轮、S挂钩、遮光帘、拉链，所述圆环形滑道安装于圆柱体管顶部，圆环形滑道内设有滑轮，滑轮上挂设有S挂钩，S挂钩另一端与遮光帘相连，所述遮光帘位于圆柱体管外侧，遮光帘的对接部分通过拉链进行无缝连接。

进一步地，所述圆柱体管和马氏瓶的材质均为无色透明亚克力材质。

进一步地，所述传感器埋设孔孔径大于传感器探头横截面宽度最大处1～2mm。

进一步地，传感器埋设孔内活动设有胶塞，所述胶塞上设有穿线孔。

进一步地，所述土柱固定槽内部铺设石英砂，所述石英砂铺设的厚度为1～2cm。

进一步地，所述土柱固定槽的侧壁外侧设有支护片。

进一步地，所述遮光帘的材质为双面银涂层加厚遮光布。

进一步地，所述遮光帘的垂直长度与暴露在外的圆柱体管长度相同。

进一步地，所述宝塔接头高度为距离水流缓冲槽底部1～2cm处。

进一步地，所述进水口个数为六个或八个。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置具有以下优势：

(1)本实用新型既达到土壤结构可视性要求，又避免了光照及温差对土壤水盐运移的干扰，有效阻止了苔藓的滋生；

(2)本实用新型水流缓冲槽能够保证供水的均衡与稳定，试验的准确性得到有效保证；

(3)本实用新型基座结构稳固、安全性高，能够满足重心高，荷载大的土柱的试验要求；

(4)本实用新型设有传感器埋设孔，传感器埋设孔孔径大于传感器探头横截面宽度最大处1～2mm，能够保证传感器探头顺利穿过。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中土柱装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例中基座结构的结构示意图。

附图标记说明：

1-圆柱体管；2-遮光帘结构；3-基座结构；4-供水装置；5-传感器探头；6-数据显示器；7-胶塞；8-传感器埋设孔；9-供水胶管；10-滑轮；11-S挂钩；12-遮光帘；13-拉链； 14-不锈钢支座；15-土柱固定槽；16-供水装置固定槽；17-支护片；18-宝塔接头；19-供水胶管；20-水流缓冲槽；21-石英砂；22-进水口；23-进水通道；24-马氏瓶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-2所示，一种用于研究地下水影响条件下土壤水盐运移规律的土柱装置，包括相互独立的土柱设备和数据监测系统，所述土柱设备包括圆柱体管1、遮光帘结构2、基座结构3、供水装置4，所述圆柱体管1材质为无色透明亚克力材质，圆柱体管1的侧壁上设有若干传感器埋设孔8，圆柱体管1的外侧设有遮光帘结构2；圆柱体管1底部设有基座结构3，基座结构3上设有供水装置4，所述供水装置4通过其上的供水胶管19 与基座结构3相连。所述数据监测系统包括数据显示器6和若干传感器探头5，传感器探头5通过数据线与数据显示器6相连，使用时，所述传感器探头5安装于圆柱体管1内。在圆柱体管1内装入原状土柱，对原状土柱进行钻孔，孔径小于传感器探头5横截面直径1～2mm，从而保证传感器探头5与原状土柱土壤充分接触，孔洞深度为土柱半径，传感器探头5伸入孔洞到底，并将掘出土壤回填压实，采用胶塞7填塞传感器埋设孔8，其中所述胶塞7上设有穿线孔，穿线孔的孔径满足传感器探头5所连数据线穿过宽度，所述传感器探头5所连数据线穿过穿线孔与数据显示器6相连，最后涂抹玻璃胶止水密封。在保证土柱土壤理化性质和结构不被破坏的前提下，解决了原状土柱传感器探头的埋设问题，减少了土壤水盐数据的长期采集与监测的工作量，节省了劳动力。

所述基座结构3包括不锈钢支座14、土柱固定槽15和水流缓冲槽20，不锈钢支座 14上设有土柱固定槽15，所述土柱固定槽15内部铺设石英砂21，所述石英砂铺设的厚度为1cm，防止进水口22堵塞，圆柱体管1固定于土柱固定槽15内，土柱固定槽15的侧壁上对称设有八个进水口22，所述土柱固定槽15的侧壁外侧设有支护片17，土柱固定槽15外侧设有水流缓冲槽20，水流缓冲槽20的侧壁上设有进水通道23，进水通道23 的一端设有宝塔接头18，所述宝塔接头18高度为距离水流缓冲槽20底部1cm处，所述宝塔接头18与进水通道23通过螺纹连接。基座稳固、安全性高，避免了倒塌等事故的发生。同时水流缓冲槽保证了供水的稳定性，试验准确性得到了显著提升。

所述供水装置4包括马氏瓶24和供水胶管19，所述马氏瓶24的材质为无色透明亚克力材质，不锈钢支座14上还设有供水装置固定槽16，所述马氏瓶24固定于供水装置固定槽16内，马氏瓶24上的给水管与宝塔接头18通过供水胶管19相连。

所述遮光帘结构2包括圆环形滑道9、滑轮10、S挂钩11、遮光帘12、拉链13，所述圆环形滑道9安装于圆柱体管1顶部，圆环形滑道9内设有滑轮10，滑轮10上挂设有 S挂钩11，S挂钩11另一端与遮光帘12相连，所述遮光帘12位于圆柱体管1外侧，实现遮光帘12对圆柱体管1的遮挡与敞开，遮光帘12的对接部分通过拉链13进行无缝连接，所述遮光帘12的垂直长度与暴露在外的圆柱体管1长度相同；遮光帘12的材质为双面银涂层加厚遮光布，遮光效果达到0Lux。遮光帘系统效果良好，有效阻止了盐分的析出与苔藓的滋生。

本实用新型的实施过程为：

首先，对实验室的土柱布置位置进行选择与规划，选择地面平整、基础稳固的地点作为布置地点。将基座结构3按照规划位置进行布置，并在每个基座结构3的土柱固定槽15内均匀铺设一层1cm厚石英砂21，随后进行原状土柱采集。

在取土现场，用圆柱体管1将所采集的土柱按照上下顺序套牢，圆柱体管1两端采用麻绳按纵向通体捆绑，防止原状土柱在圆柱体管1内滑移，圆柱体管1保证了原状土柱在运输过程中的结构完整。

将装有原状土柱的圆柱体管1运输至实验室。首先进行与基座结构3的组装工作，圆柱体管1按照上下顺序装入土柱固定槽15内，随后在传感器埋设孔8处对土柱进行钻孔洞，孔洞直径小于传感器探头5横截面直径1mm，保证传感器探头5与原状土柱土壤充分接触，孔洞深度为土柱半径，传感器探头5伸入孔洞到底，并将掘出土壤回填压实。传感器数据线穿过胶塞7上的穿线孔后，用胶塞7将传感器埋设孔8填堵严实，采用胶塞7填塞传感器埋设孔8，并涂抹玻璃胶止水密封，所述穿线孔的孔径满足传感器探头5 所连数据线穿过宽度。再后，将圆环形滑道9固定在圆柱体管1顶部，悬挂S挂钩11，再将遮光帘12与S挂钩11相连，实现遮光帘结构2的布置。最后将马氏瓶24装入供水装置固定槽16中，采用供水胶管19将马氏瓶24上的给水管与宝塔接头18相连，对马氏瓶24进行给水，调节马氏瓶24玻璃管水位高度，水源通过水流缓冲槽20实现马氏瓶 24对原状土柱的均匀、稳定供水，水流通过进水口22进入石英砂21层，然后土柱底层的土壤通过毛细作用将水吸入土柱，采用数据显示器6实现对水盐数据的采集与监测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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。