本公開(kāi)涉及土壤研究領(lǐng)域，具體地，涉及一種地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

土柱實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)境等研究領(lǐng)域，其具體是通過(guò)收集土壤在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬土壤中水文情況、污染物遷移規(guī)律。例如，可以對(duì)土柱進(jìn)行淋洗實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察表面活性劑在基質(zhì)上的吸附作用等?，F(xiàn)有的土柱實(shí)驗(yàn)裝置大多只能應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室中，很難模擬土壤在真實(shí)環(huán)境下的狀態(tài)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果可能存在偏差。此外，當(dāng)土柱用于模擬作物種植且需收集土壤滲濾水的實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能將土柱放置于支架上，利用土柱下部開(kāi)孔收集滲濾水，但無(wú)法模擬土壤真實(shí)環(huán)境；當(dāng)土柱測(cè)桶埋深于地下時(shí)，雖可營(yíng)造真實(shí)的土壤小環(huán)境，但無(wú)法收集滲濾水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的是提供一種地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置的測(cè)桶可埋設(shè)于地下，營(yíng)造土柱內(nèi)的土體在真實(shí)環(huán)境下的狀態(tài)，進(jìn)行種植作物條件下的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可充分利用地溫，并且能夠收集降雨或灌溉產(chǎn)生的土壤滲濾水。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)提供一種地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置，包括測(cè)桶以及容納在所述測(cè)桶中的土體，所述測(cè)桶中還形成有位于所述土體下方的集水池，所述地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置包括從所述測(cè)桶的上方穿入并延伸至所述集水池底部的注排水管。

可選地，所述集水池的底部形成為向下漸縮的錐形的集水面，所述注排水管與所述集水面的錐尖處連通。

可選地，所述土體和所述集水池之間設(shè)置有具有多個(gè)滲水孔的滲水盤(pán)。

可選地，所述土體和所述滲水盤(pán)之間設(shè)置有反濾層。

可選地，所述注排水管的頂部通過(guò)軟管與抽水裝置連接，以抽離所述集水池中的水，或?qū)⑺鲅b置外部的水抽入到所述測(cè)桶中。

可選地，所述注排水管和所述軟管之間連接有接頭，所述接頭的下部與所述注排水管螺紋連接，所述軟管插入到所述接頭的上部。

可選地，所述測(cè)桶中還豎直地插入有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的上端與空氣連通，下端開(kāi)設(shè)有圓孔，且與所述集水池連通。

可選地，所述進(jìn)氣管中豎直地設(shè)置有可軸向自由移動(dòng)的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)的外壁帶有刻度，優(yōu)選地，所述浮標(biāo)的底部固定連接有可隨水面上下浮動(dòng)的浮體，所述進(jìn)氣管底部的開(kāi)口孔徑小于所述浮體的外徑。

可選地，所述浮標(biāo)為各節(jié)結(jié)構(gòu)相同的多節(jié)結(jié)構(gòu)，并沿軸向可拆卸地連接。

可選地，所述進(jìn)氣管的頂部設(shè)置有浮標(biāo)定位件，所述浮標(biāo)定位件與所述進(jìn)氣管可拆卸地連接，并且開(kāi)設(shè)有用于使所述浮標(biāo)穿過(guò)的通孔，優(yōu)選地，所述浮標(biāo)的頂部可拆卸地連接浮標(biāo)防脫帽，所述浮標(biāo)防脫帽的外徑大于所述浮標(biāo)定位件上的通孔直徑。

通過(guò)上述技術(shù)方案，可以將帶有土體的測(cè)桶埋設(shè)于地下，可營(yíng)造土壤的真實(shí)小環(huán)境，并在土體內(nèi)種植有作物時(shí)可有效利用地溫，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。在土體下方設(shè)置集水池，可以通過(guò)注排水管將集水池中的滲濾水抽離實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行計(jì)量和化學(xué)分析，解決現(xiàn)有的底部開(kāi)孔的土柱埋設(shè)于地下時(shí)無(wú)法收集滲濾水的問(wèn)題。

本公開(kāi)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開(kāi)，但并不構(gòu)成對(duì)本公開(kāi)的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方式的土柱實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的滲水盤(pán)的俯視圖；

圖3是圖1中的接頭的正視圖；

圖4是圖1中的浮標(biāo)防脫帽的正面剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1測(cè)桶2土體

3砂石反濾層4無(wú)紡布反濾層

5滲水盤(pán)6滲水孔

7集水池8集水面

9進(jìn)氣管10浮標(biāo)

11浮體12浮標(biāo)定位件

13浮標(biāo)防脫帽14注排水管

15接頭16抽水裝置

17軟管18量筒

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本公開(kāi)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本公開(kāi)，并不用于限制本公開(kāi)。

在本公開(kāi)中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”是指地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置在正常使用狀態(tài)的方向，具體地，可參考圖1的圖面方向。

如圖1所示，本公開(kāi)提供的地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置包括測(cè)桶1以及容納在測(cè)桶1中的土體2，測(cè)桶1中還形成有位于土體2下方的集水池7，地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置包括從測(cè)桶1的上方穿入并延伸至集水池7底部的注排水管14。這樣，當(dāng)在進(jìn)行模擬作物種植狀況下的實(shí)驗(yàn)時(shí)，該測(cè)桶1可以埋入到地下，營(yíng)造與作物正常田間種植時(shí)一致的小環(huán)境，并有效利用地溫，排除地溫對(duì)測(cè)桶1種植作物的干擾。在土體2下方設(shè)置集水池7，可以將因降雨或灌溉產(chǎn)生的滲濾水收集在集水池7中，通過(guò)注排水管14將集水池7中的滲濾水抽離實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行計(jì)量或化學(xué)分析，解決現(xiàn)有底部開(kāi)孔的土柱實(shí)驗(yàn)裝置埋設(shè)于地下時(shí)無(wú)法收集滲濾水的問(wèn)題。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1，集水池7的底部形成為向下漸縮的錐形的集水面8，該集水面8也即為測(cè)桶1的底面，這樣，集水池7中的水能夠沿著錐面的方向向下流動(dòng)，匯集到集水面8的錐尖處。注排水管14與錐形的集水面8的錐尖處連通，確保集水池的水能夠完全通過(guò)注排水管14抽空，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1和圖2，土體2和集水池7之間設(shè)置有滲水盤(pán)5，該滲水盤(pán)5具有多個(gè)滲水孔6，一方面可以將土體2與集水池7隔離開(kāi)，另一方面確保滲濾水能夠順利地流入集水池7。滲水盤(pán)5的材質(zhì)可以與測(cè)桶1的材質(zhì)相同，便于二者緊密結(jié)合，例如可以通過(guò)涂膠的方式將滲水盤(pán)5固定在測(cè)桶1的側(cè)壁，防止土壤顆粒或水從滲水盤(pán)5的邊部進(jìn)入集水池7。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1，土體2和滲水盤(pán)5之間設(shè)置有反濾層，以進(jìn)一步避免土壤顆粒進(jìn)入集水池7，確保滲濾水的清潔度。反濾層例如可以包括上下疊置的砂石反濾層3和無(wú)紡布反濾層4，通過(guò)設(shè)置二級(jí)反濾結(jié)構(gòu)可以提高反濾效果，本公開(kāi)對(duì)反濾層的具體形式不做具體限定。

此外，如圖1所示，注排水管14的頂部通過(guò)軟管17與抽水裝置16連接，以抽離集水池7中的水，例如將水抽入到量筒18中進(jìn)行計(jì)量。抽水裝置16也可以用于將地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置外部的水抽入到測(cè)桶1中，例如在下述的控制地下水位的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)向測(cè)桶1中注水，能夠調(diào)整土體2中的水位。抽水裝置16例如可以為自帶真空的微型自吸式水泵，在進(jìn)行抽水時(shí)不用預(yù)先加水，從而可以避免水泵的水與集水池7中的水混合，影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。

進(jìn)一步地，注排水管14和軟管17之間連接有接頭15，接頭15可以分別和注排水管14以及軟管17可拆卸地連接，方便零部件的更換和維修。例如，注排水管14可以為頂部帶有外螺紋的有機(jī)玻璃圓管，可保持較高的強(qiáng)度。參照?qǐng)D3，接頭15的下部直徑較大，可以套設(shè)在注排水管14外周并且具有內(nèi)螺紋以與注排水管14螺紋連接，使得接頭15能夠緊固在注排水管14的頂部，接頭15的上部直徑較小，軟管17可以插入到接頭15的上部。這樣，注排水管14和軟管17能夠形成水流通道。接頭15的內(nèi)部可以裝有密封墊圈，例如該密封墊圈環(huán)繞接頭15的內(nèi)壁設(shè)置，從而可以防止抽水裝置16在抽水時(shí)接頭15處漏氣。

為了提高抽水效果，確保抽水順利進(jìn)行，如圖1所示，測(cè)桶1中還豎直地插入有進(jìn)氣管9，進(jìn)氣管9的上端與空氣連通，下端開(kāi)設(shè)有圓孔，且與集水池7連通。這樣，由于集水池7通過(guò)進(jìn)氣管9與空氣連通，當(dāng)抽水裝置16抽取集水池7中的水時(shí)，集水池7中氣壓始終與空氣相同，從而確保集水池7中的水能夠順利地抽離。

進(jìn)一步地，本公開(kāi)提供的地埋式土柱實(shí)驗(yàn)裝置還可以通過(guò)控制土體2中的水位進(jìn)行控制地下水位模擬實(shí)驗(yàn)，即，可以測(cè)試作物在不同地下水位情況下的生長(zhǎng)狀況。

具體地，如圖1所示，進(jìn)氣管9中豎直地設(shè)置有可軸向自由移動(dòng)的浮標(biāo)10，該浮標(biāo)10例如可以為輕質(zhì)塑料圓管，能夠隨水面上下浮動(dòng)。浮標(biāo)10的外壁帶有刻度，由于進(jìn)氣管9與測(cè)桶1的內(nèi)部形成為連通器結(jié)構(gòu)，浮標(biāo)10在隨水面上下移動(dòng)時(shí)其刻度可以反映土體2中的水位。在控制地下水位模擬試驗(yàn)中，當(dāng)水位過(guò)高時(shí)，可以通過(guò)注排水管14抽離裝置內(nèi)的水，當(dāng)水位過(guò)低時(shí)，可以通過(guò)注排水管14注水，從而有效地控制水位。另外需要說(shuō)明的是，在通過(guò)注排水管14向測(cè)桶1內(nèi)注水時(shí)，可以不使用抽水裝置16，可以利用其它簡(jiǎn)易的注水形式，只需將水經(jīng)注排水管14引入到集水池7中即可，例如可以在注排水管14上方放置漏斗。

進(jìn)一步地，浮標(biāo)10的底部可以固定連接有可隨水面上下浮動(dòng)的浮體11，浮體11的外徑大于浮標(biāo)10，使得浮標(biāo)10能夠較穩(wěn)定地上下移動(dòng)，浮體11可以為輕質(zhì)圓盤(pán)。另外，進(jìn)氣管9底部的開(kāi)口孔徑小于浮體11的外徑，以用于限制浮體11，避免浮標(biāo)11脫離進(jìn)氣管9。

此外，浮標(biāo)10可以為各節(jié)結(jié)構(gòu)相同的多節(jié)結(jié)構(gòu)，并且沿軸向可拆卸地連接，這樣，可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整浮標(biāo)10的長(zhǎng)度。具體地，浮標(biāo)10每一節(jié)的上下兩端可以分別帶有內(nèi)螺紋和外螺紋，使得相鄰的兩節(jié)能夠螺紋配合連接，拆裝方便。

此外，進(jìn)氣管9的頂部設(shè)置有浮標(biāo)定位件12，浮標(biāo)定位件12與進(jìn)氣管9可拆卸地連接，并且開(kāi)設(shè)有用于使浮標(biāo)10穿過(guò)的通孔，該通孔用于對(duì)浮標(biāo)10的上下移動(dòng)起導(dǎo)向作用。浮標(biāo)定位件12與進(jìn)氣管9可拆卸地連接可以方便對(duì)浮標(biāo)10的后期維修或更換。例如，浮標(biāo)定位件12可以為具有外螺紋的圓盤(pán)，進(jìn)氣管9的頂部形成有內(nèi)螺紋，浮標(biāo)定位件12與進(jìn)氣管9螺紋連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便。

進(jìn)一步地，浮標(biāo)10的頂部可以可拆卸地連接浮標(biāo)防脫帽13，例如二者螺紋連接，如圖4所示，浮標(biāo)防脫帽13為底部中心開(kāi)設(shè)有螺紋盲孔的結(jié)構(gòu)。浮標(biāo)防脫帽的外徑大于浮標(biāo)定位件12上的通孔直徑，這樣，當(dāng)土體2內(nèi)水位降低時(shí)浮標(biāo)10的頂端不會(huì)從浮標(biāo)定位件12中間脫落入進(jìn)氣管9內(nèi)。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開(kāi)并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開(kāi)的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本公開(kāi)的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開(kāi)的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開(kāi)對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本公開(kāi)的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開(kāi)的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開(kāi)所公開(kāi)的內(nèi)容。