一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其包括降雨組件、支架、用于容置待模擬的土壤的透明箱體。箱體的側(cè)面開設(shè)有若干取樣孔，底部開設(shè)有若干排水孔。支架包括底座、框體、角度調(diào)整組件。角度調(diào)整組件包括兩個(gè)定位桿及支撐桿，兩個(gè)定位桿相對(duì)設(shè)置在底座上，每個(gè)定位桿開設(shè)有預(yù)定間隔的若干定位孔。支撐桿通過穿過兩個(gè)定位桿上的兩個(gè)定位孔而橫架于兩個(gè)定位桿上，箱體安裝在框體內(nèi)，框體的一端鉸接在底座的一端上，框體的另一端由支撐桿支撐。降雨組件包括降雨儀、將降雨儀固定在支架上空的安裝架，降雨儀包括水管、兩個(gè)水表，水管開設(shè)有若干出水孔，水管的兩端均與水源連接，兩個(gè)水表安裝在該水管的兩端。
【專利說明】一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬裝置，尤其涉及一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國的主要能源，在未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不變。煤炭的大規(guī)模開采，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但同時(shí)帶來了一系列環(huán)境問題。因煤礦開采造成的土地沉陷、地表水土流失、煤矸石占?jí)和恋?、地下水流失?yán)重影響了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。煤炭開采導(dǎo)致地面沉陷，形成不同程度的坡度，導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分因?yàn)槠露葍A角不同而運(yùn)移，影響土地質(zhì)量。因而，有必要研究在降雨條件下，不同沉陷幅度對(duì)土壤養(yǎng)分運(yùn)移的影響，并探究其運(yùn)移規(guī)律，這在地質(zhì)環(huán)境綜合整治、工業(yè)固體廢棄物填充復(fù)墾、沉陷地水域資源化利用和生態(tài)重建工程中有重要指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其探究不同沉陷幅度條件下沉陷區(qū)地表土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律，借助該模擬裝置可以分析不同沉陷幅度條件下沉陷地的土地質(zhì)量，給出較好的施肥建議，有效指導(dǎo)礦區(qū)土地復(fù)墾工作。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其包括降雨組件、支架、透明箱體；該箱體用于容置待模擬的土壤，該箱體的側(cè)面開設(shè)有若干取樣孔，該箱體的底部開設(shè)有若干排水孔；該支架包括底座、框體、角度調(diào)整組件，該角度調(diào)整組件包括兩個(gè)定位桿以及一個(gè)支撐桿，該兩個(gè)定位桿相對(duì)設(shè)置在該底座上，每個(gè)定位桿開設(shè)有預(yù)定間隔的若干定位孔，該支撐桿通過穿過該兩個(gè)定位桿上的兩個(gè)定位孔而橫架于該兩個(gè)定位桿上，該箱體安裝在該框體內(nèi)，該框體的一端鉸接在該底座的一端上，而使該框體的另一端能相對(duì)該底座旋轉(zhuǎn)，且該框體的另一端由該支撐桿支撐；該降雨組件包括降雨儀、將該降雨儀固定在該支架上空的安裝架，該降雨儀包括水管、兩個(gè)水表，該水管開設(shè)有若干出水孔，該水管的兩端均與水源連接，該兩個(gè)水表安裝在該水管的兩端。
[0005]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該水管為pvc管。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該水管的兩端分別通過軟管與該水源連接。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該水管呈方波形狀。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該支撐桿為鋼筋。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該若干取樣孔均勻布局在該箱體的側(cè)面上。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該箱體為玻璃箱。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該底座的底部安裝有若干輪子。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:(I)與現(xiàn)有技術(shù)相比，目前還未有研究充填開采與非充填開采條件下土壤養(yǎng)分的運(yùn)移規(guī)律的具體措施，本發(fā)明為一套模擬充填開采與非充填開采條件下土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模型，不僅研究了探究?jī)煞N開采方式土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的方法，而且予以了具體的實(shí)施裝置；(2)把支架、降雨組件、箱體分開，方便在箱體中裝填土壤、便于模型的拆卸及清洗；(3)支架底部設(shè)置可以制動(dòng)的輪子，方便模型的移動(dòng)、停止；(4)降雨組件降雨均勻、穩(wěn)定，能很好的模擬自然界中的降雨。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1中模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置的箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖1中模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置的支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為圖1中模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置的降雨組件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置包括降雨組件14、支架15、透明箱體I。
[0019]I ?箱體 I
[0020]箱體I用于容置待模擬的土壤，該箱體I的側(cè)面開設(shè)有若干取樣孔12，該箱體I的底部開設(shè)有若干排水孔(圖未示)。
[0021]箱體I選用玻璃箱，在本實(shí)施方式中，箱體I采用有機(jī)玻璃箱，箱體I部分材質(zhì)是有機(jī)玻璃，其透明材質(zhì)有利于觀察箱體I`內(nèi)充填物質(zhì)情況。箱體I長(zhǎng)85cm,寬18cm,高50cm,其側(cè)壁設(shè)置有取樣孔12，取樣孔12直徑1.7cm。可以利用土壤溶液抽取器從取樣孔12采集土壤溶液樣品，利用小型采樣器采集土壤樣品，底部設(shè)置有該排水孔。該若干取樣孔12均勻布局在該箱體I的側(cè)面上，以便能取樣均勻。
[0022]2.支架 15
[0023]支架15包括底座16、框體2、角度調(diào)整組件17。角度調(diào)整組件17包括兩個(gè)定位桿3以及一個(gè)支撐桿5。兩個(gè)定位桿3相對(duì)設(shè)置在該底座16上，每個(gè)定位桿3開設(shè)有預(yù)定間隔的若干定位孔4，該支撐桿5通過穿過該兩個(gè)定位桿3上的兩個(gè)定位孔4而橫架于該兩個(gè)定位桿3上，支撐桿5可選用鋼筋。
[0024]箱體I安裝在該框體2內(nèi)，該框體2的一端鉸接在該底座16的一端上，而使該框體2的另一端能相對(duì)該底座16旋轉(zhuǎn)，且該框體2的另一端由該支撐桿5支撐。這樣，框體2與底座16的相對(duì)位置可以由角度調(diào)整組件17的支撐桿5進(jìn)行調(diào)整，只要將支撐桿5穿插的定位孔4的高度改變，即可改變框體2與底座16的角度。
[0025]在本實(shí)施方式中，支架15部分材質(zhì)是不銹鋼，抬高框體2自由端的高度來改變框體2的傾斜角度，設(shè)置不同的坡度，模擬礦區(qū)由于采煤沉陷造成不同的傾斜坡面。框體2長(zhǎng)90cm、寬22cm、高45cm，其尺寸與箱體I相匹配。底座16長(zhǎng)90cm、寬22cm，其尺寸與框體2互相匹配，底座16四角底部可安裝有四個(gè)輪子6，便于支架15自由移動(dòng)，當(dāng)然輪子6的數(shù)量可以為三個(gè)或者更多，只要能便于支架15自由移動(dòng)即可。
[0026]3.降雨組件14[0027]降雨組件14包括降雨儀、將該降雨儀固定在該支架15上空的安裝架11。該降雨儀包括:水管10 ;兩個(gè)水表7、8。該水管10下方設(shè)置若干均勻針孔作為出水孔(圖未示)，該水管10的兩端均與水源(圖未示)連接，該兩個(gè)水表7、8安裝在該水管10的兩端。
[0028]簡(jiǎn)而言之，降雨組件14包括降雨雨滴裝置(即該降雨儀)、降雨裝置支架(即安裝架11)、降雨量記錄裝置(即兩個(gè)水表7、8)。在本實(shí)施方式中，降雨裝置支架材質(zhì)為不銹鋼，長(zhǎng)1.55米，寬0.25米，高1.2米，降雨裝置支架尺寸與箱體I及支架15部分匹配。雨滴裝置置于降雨裝置支架上，用扎帶固定。在本實(shí)施方式中，雨滴裝置為pvc管，其下方設(shè)置均勻針孔構(gòu)成出水孔，兩端分別通過軟管9與水源連接。降雨量記錄裝置的兩個(gè)水表7、8置于降雨雨滴裝置兩端，記錄兩端的進(jìn)水量，從而計(jì)算降雨量。該裝置降雨量為4mm/min，降雨面積為0.16m2，其尺寸與箱體I及支架15部分相匹配，克服了現(xiàn)有降雨裝置降雨均勻度低、噴射面積不穩(wěn)定的問題。優(yōu)選地，該水管10呈方波形狀，以便降雨能更均勻的分布。
[0029]實(shí)施時(shí)箱體I放入支架15的框體2中，將已經(jīng)裝有箱體I的支架15部分放在降雨裝置正下方，設(shè)置支架15傾角為0度時(shí)，可以模擬充填開采(沒有塌陷現(xiàn)象、地面平坦)地面土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律；設(shè)置支架15傾角大于0度時(shí)，可以模擬非充填開采(地面塌陷、形成一定傾角的坡面)地面土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律。
[0030]具體實(shí)施步驟如下。
[0031]1.將箱體I放入支架部分的框體2中，向箱體I填裝土壤，按一定的容重壓實(shí)。
[0032]2.填裝土壤完成后，緩緩抬起框體2的一端，當(dāng)框體2略高于模型角度設(shè)置部分(即定位桿3)上的定位孔4時(shí)，將鋼筋(即支撐桿5)穿過支架15兩側(cè)的定位桿3上的小孔4，緩緩將框體2放置在鋼筋上。若已知框體2傾斜角度，可以通過三角函數(shù)計(jì)算框體2抬起的高度，即定位孔4的位置。本發(fā)明中，通過定位孔4設(shè)置有三個(gè)角度:15°、30°、45°，其他的角度可依照此方法設(shè)計(jì)。模型傾角為0°時(shí)，模擬充填開采條件下，地面平坦，未發(fā)生沉陷時(shí)土壤養(yǎng)分運(yùn)移情況。模型傾角大于0°模擬因非充填開采造成地面沉陷時(shí)，土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律。本發(fā)明根據(jù)淮北市五溝礦非充填開采條件下，地表沉陷造成地面傾斜的坡地大小來確定模型傾角的大小，所設(shè)置的角度分別為15°、30°、45°。
[0033]3.完成模型傾角的設(shè)置后，將支架15移到降雨裝置正下方。記下水表7、8的讀數(shù)，打開與軟管9相連的水源的閥門，水流流經(jīng)pvc管，Pvc管下方扎有均勻小孔，開始進(jìn)行降雨，降雨范圍為箱體部分的面積0.16m2。經(jīng)過設(shè)定時(shí)間，記錄水表7、8讀數(shù)，計(jì)算降雨量。
[0034]4.降雨結(jié)束，每隔一定時(shí)間通過取樣孔12取樣，測(cè)定土壤中養(yǎng)分含量。取樣結(jié)束，移去降雨裝置，挖出填裝在箱體I中的土壤，從框體2中取出箱體1，清洗準(zhǔn)備下次試驗(yàn)。
[0035]5.取出的土壤樣品風(fēng)干、磨細(xì)、過Imm 土壤篩，分別采用堿解擴(kuò)散法/鑰銻抗法/乙酸銨浸提法、重鉻酸鉀氧化滴定法測(cè)定各采樣點(diǎn)土壤中銨態(tài)氮、速效磷、有效鉀、有機(jī)質(zhì)的含量獲得不同采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分含量變化規(guī)律，對(duì)礦區(qū)因塌陷造成的不同坡度的土地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，正確指導(dǎo)礦區(qū)采煤沉陷地的治理工作。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:其包括降雨組件、支架、透明箱體；該箱體用于容置待模擬的土壤，該箱體的側(cè)面開設(shè)有若干取樣孔，該箱體的底部開設(shè)有若干排水孔；該支架包括底座、框體、角度調(diào)整組件，該角度調(diào)整組件包括兩個(gè)定位桿以及一個(gè)支撐桿，該兩個(gè)定位桿相對(duì)設(shè)置在該底座上，每個(gè)定位桿開設(shè)有預(yù)定間隔的若干定位孔，該支撐桿通過穿過該兩個(gè)定位桿上的兩個(gè)定位孔而橫架于該兩個(gè)定位桿上，該箱體安裝在該框體內(nèi)，該框體的一端鉸接在該底座的一端上，而使該框體的另一端能相對(duì)該底座旋轉(zhuǎn)，且該框體的另一端由該支撐桿支撐；該降雨組件包括降雨儀、將該降雨儀固定在該支架上空的安裝架，該降雨儀包括水管、兩個(gè)水表，該水管開設(shè)有若干出水孔，該水管的兩端均與水源連接，該兩個(gè)水表安裝在該水管的兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該水管為pvc管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該水管的兩端分別通過軟管與該水源連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該水管呈方波形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該支撐桿為鋼筋。
6.如權(quán)利要求1所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該若干取樣孔均勻布局在該箱體的側(cè)面上。
7.如權(quán)利要求1所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該箱體為玻璃箱。
8.如權(quán)利要求1所述的模擬土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，其特征在于:該底座的底部安裝有若干輪子。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK103616495SQ201310637515
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】徐良驥, 董祥林, 章如芹 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué), 淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司