一种土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置

本技术属于水土流失研究领域，具体地说是一种土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置。

背景技术：

1、土壤侵蚀是土壤或母质在水力、风力、重力、冻融等内外营力作用下被破坏、剥离和搬运的过程，这一过程可以是其中一种力引起的，也有可能是多种力引起的；而多种力的作用关系往往比较复杂，如可以是复合关系、交替关系，亦或是交互关系，由此形成了不同的侵蚀类型，从广义上讲，均可称之为复合侵蚀。侵蚀过程及其调控机制的研究对土壤退化的阻控具有重要的实践意义，是土地资源保护与可持续利用需要重点关注的方面之一。复合侵蚀强度高，会严重导致生态环境退化，是水土保持与生态治理研究中的重点问题。

2、目前，复合侵蚀研究最大的难点之一是缺乏适宜的复合侵蚀研究装置。国内外的研究，通常都是分隔开来，将单一侵蚀因子作为独立的过程分别测量；如于2016年11月30日公告、授权公告号为cn205749231u的实用新型专利“坡面水蚀监测装置”，公开了一种能够提高测量土壤迁移量准确性的坡面水蚀监测装置；如于2018年5月4日公告、授权公告号为cn106813892b的发明专利“一种土壤风蚀圈内土壤风蚀量的测量方法”。近几年来，出现了一些复合侵蚀的研究方法和装置，但其仍是对单一侵蚀因子研究装置的简单叠加，并不能真正实现土壤的复合侵蚀研究。例如，于2021年2月23日公告、授权公告号为cn111504891b的发明专利“一种复合侵蚀作用对水土流失影响的模拟”，只是通过铺设轨道的方式，将单一侵蚀的装置简单组合，无法实现真正的复合侵蚀；于2020年12月4日公告、授权公告号为cn212083190u的实用新型专利“一种野外复合侵蚀观测小区构造”，也是将传统的径流小区坡面进行了改进，能够对坡面冻融、冻融+风蚀、冻融+风蚀+水蚀的同步观测。

3、因此，如何能够克服传统单一侵蚀因子和现有复合侵蚀研究的不足，更好的模拟现实中土壤复合侵蚀的过程，以便揭示土壤复合侵蚀机理，已成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决土壤复合侵蚀研究中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置。该复合侵蚀研究装置实用、有效，克服了传统单一侵蚀因子和现有复合侵蚀研究的不足，能够更好地模拟现实中土壤复合侵蚀的过程，揭示土壤复合侵蚀机理。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本实用新型包括安装架、风力制造器、制冷器及土槽，其中土槽内放有研究区域的土壤，所述安装架的侧面安装有对土壤吹风的风力制造器，所述安装架的顶部安装有向土壤实现降雨的降雨模拟器；所述土槽上连接有可开关的槽盖，所述槽盖上安装有对土壤进行冻融的制冷器；所述土槽与安装架底面之间设有角度调节装置，所述土槽在试验时通过角度调节装置调节与安装架底面之间的坡度。

4、其中：所述土槽一侧或两侧的安装架侧面上安装有风力制造器。

5、所述安装架包括底座及垂直于底座设置且相互平行的两个侧板，两个所述侧板的顶部之间安装有降雨模拟器，所述土槽及角度调节装置均位于两个侧板之间。

6、两个所述侧板中的一个或两个安装有风力制造器。

7、当所述风力制造器为两个时，两个所述风力制造器的安装高度存在高度差。

8、所述土槽的一端与安装架底面之间设有角度调节装置，或所述土槽的两端与安装架底面之间均设有角度调节装置。

9、所述槽盖的一侧与土槽枢接，所述槽盖的另一侧可开关。

10、所述安装架的侧面还安装有自动风速采集器。

11、本实用新型的优点与积极效果为：

12、1.本实用新型通过有机整合降雨模拟器、风力制造器、制冷器等，实现了与可调节土槽的联合运用，构成了土壤复合侵蚀研究装置，保留了复合侵蚀系统的完整性。

13、2.为了更好的研究复合侵蚀形成过程和发展特征，通过复合侵蚀和有机无机配施等手段，能够更好的控制风力、水力、冻融等复合侵蚀因子，有效缩短试验进程，提升试验效率和观测精度。

技术特征：

1.一种土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：包括安装架、风力制造器(2)、制冷器(3)及土槽(4)，其中土槽(4)内放有研究区域的土壤，所述安装架的侧面安装有对土壤吹风的风力制造器(2)，所述安装架的顶部安装有向土壤实现降雨的降雨模拟器(1)；所述土槽(4)上连接有可开关的槽盖(5)，所述槽盖(5)上安装有对土壤进行冻融的制冷器(3)；所述土槽(4)与安装架底面之间设有角度调节装置(6)，所述土槽(4)在试验时通过角度调节装置(6)调节与安装架底面之间的坡度。

2.根据权利要求1所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：所述土槽(4)一侧或两侧的安装架侧面上安装有风力制造器(2)。

3.根据权利要求1所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：所述安装架包括底座(8)及垂直于底座(8)设置且相互平行的两个侧板(7)，两个所述侧板(7)的顶部之间安装有降雨模拟器(1)，所述土槽(4)及角度调节装置(6)均位于两个侧板(7)之间。

4.根据权利要求3所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：两个所述侧板(7)中的一个或两个安装有风力制造器(2)。

5.根据权利要求2或4所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：当所述风力制造器(2)为两个时，两个所述风力制造器(2)的安装高度存在高度差。

6.根据权利要求1所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：所述土槽(4)的一端与安装架底面之间设有角度调节装置(6)，或所述土槽(4)的两端与安装架底面之间均设有角度调节装置(6)。

7.根据权利要求1所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：所述槽盖(5)的一侧与土槽(4)枢接，所述槽盖(5)的另一侧可开关。

8.根据权利要求1所述的土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，其特征在于：所述安装架的侧面还安装有自动风速采集器。

技术总结
本技术属于水土流失研究领域，具体地说是一种土壤风力—水力—冻融复合侵蚀研究装置，土槽内放有研究区域的土壤，安装架的侧面安装有对土壤吹风的风力制造器，安装架的顶部安装有向土壤实现降雨的降雨模拟器；土槽上连接有可开关的槽盖，槽盖上安装有对土壤进行冻融的制冷器；土槽与安装架底面之间设有角度调节装置，土槽在试验时通过角度调节装置调节与安装架底面之间的坡度。本技术通过降雨模拟器、风力制造器和制冷器的控制、土槽角度的调节，实现对不同坡度土壤复合侵蚀退化特征的模拟研究，技术方案实用、有效，克服了传统单一侵蚀因子和现有复合侵蚀研究的不足，能够更好地模拟现实中土壤复合侵蚀的过程，揭示土壤复合侵蚀机理。

技术研发人员：谷健,赵旺,马宁宁,尹光华,孙涛,白洁,张国徽,张淑丽,刘雪梅,张晶,刘泳圻,王微,朱洪武,刘亚平,周旭,侯文杰,王晓东
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳应用生态研究所
技术研发日：20230207
技术公布日：2024/1/15