本发明专利技术公开了一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置，其包括透明柱体、若干法兰盘、活动板、不锈钢丝纱网、底盘、支架以及地下水位模拟组件，底盘固定于柱体的一端，支架与底盘连接，柱体为多段结构由若干段子柱体组成，相邻两个子柱体之间由一个该法兰盘固定连接，活动板与不锈钢丝纱网均收容在靠近该底端的法兰盘的凹槽内，地下水位模拟组件连接于底盘的底部。本发明专利技术的优点在于：能成毛管水上升、模拟大气降水条件下土壤水盐运移、模拟蒸发条件下土壤水盐运移、控制地下水位变化条件下水盐运移等实验，利用该套装置能实现矿区粉煤灰充填复垦地土壤-粉煤灰基质中的水盐运移状态的动态观测，探寻出最适宜于作物生长的复垦模式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤矿区域用的模拟实验装置，尤其是涉及一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置。
技术介绍
土地复垦技术是指对生产建设过程造成的挖损、塌陷、压占等土地破坏采取的修复性生态工程措施，使其生态功能部分或全部恢复或修复的行动或过程，如对已开采矿区的排土场、尾矿库、城市采石场以改善土地肥力，提高生物生产力为目的的土地复垦。目前复垦后土地存在着作物产量低、复垦土壤质量低等问题。提高土地整治的综合利用效益，处理好土地整治与煤炭企业生产的关系，是关系到矿区可持续发展的关键。研究复垦土壤条件下的土壤理化生物学性状及其水分和溶质运移情况，即从不同厚度的复垦土地、土壤-复垦基质结构的土壤本身理化生物学特征和水盐运移的特征规律着手，探寻土壤-复垦基质充填复垦结构的最适宜覆土范围、最优土壤肥力质量状况，适用于不同土地复垦模式下的土壤水盐运移研究。实验结果可以为复垦工程的有效实施提供有力的参考依据。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种能实现矿区复垦地土壤-基质中的水盐运移状态的动态观测，探寻出最适宜于作物生长的复垦模式的针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置。本专利技术是这样实现的，一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置，其包括透明柱体、若干法兰盘、活动板、不锈钢丝纱网、底盘、支架以及地下水位模拟组件，该底盘封闭固定于该柱体的一端作为该柱体的底端，该支架与该底盘固定连接支撑该柱体，该柱体的侧壁上沿平行于该柱体的中心线方向上设置有一排水势传感器安装孔、一排盐分传感器安装孔、一排温度传感器安装孔、两排排气孔以及一排取样孔，从垂直于该柱体的中心线方向上看，三排传感器安装孔呈多层平面间隔均匀排列，每层平面包括一个水势传感器安装孔与一个盐分传感器安装孔，相邻两层平面之间包括至少一个温度传感器安装孔，该两排排气孔中的其中一排与该排取样孔相邻，该两排排气孔中的另一排与该排水势传感器安装孔相邻，每排上的孔均匀分布，每个水势传感器安装孔安装有水势传感器，每个盐分传感器安装孔安装有盐分传感器，每个温度传感器安装孔安装有温度传感器，该柱体上靠近该底端的侧壁开设有通气孔，该柱体为多段结构由若干段子柱体组成，相邻两个子柱体之间由一个该法兰盘固定连接，该活动板与该不锈钢丝纱网均收容在靠近该底端的法兰盘的凹槽内，且该不锈钢丝纱网位于该活动板上，该纱网的孔径小于该活动板的每个通孔的孔径，该地下水位模拟组件连接于该底盘的底部进行地下水位的模拟。作为上述方案的进一步改进，每个水势传感器安装孔的孔壁沿该柱体的侧壁向外延伸，且其孔壁倾斜于该柱体的侧壁。作为上述方案的进一步改进，每个水势传感器安装孔的孔壁与该柱体的侧壁之间、的夹角满足以下条件tana=r/(H/n)，其中，H指当该柱体盛有复垦土壤时，从靠近该底端的法兰盘到该柱体的顶端之间的距离减去该柱体的顶端至该复垦土壤之间的距离，n是水势传感器数，r是该柱体的内径。作为上述方案的进一步改进，该通气孔设置有排气阀。作为上述方案的进一步改进，该土柱模拟实验装置还包括蒸发模拟器，该蒸发模拟器为悬设于该第一柱体的端口之上的红外线灯或白炽灯。作为上述方案的进一步改进，该土柱模拟实验装置还包括大气降水模拟器，该大气降水模拟器包括悬设于该第一柱体的端口之上的喷水器和水流量计，该喷水器与该水流量计连接。作为上述方案的进一步改进，该地下水位模拟组件包括收容有液态水的马氏瓶、大气连通管以及水管，该大气连通管的一端浸入在该液态水中，其另一端延伸在该马氏瓶外而暴露于空气中，该水管的一端通过该底盘延伸于该柱体内，其另一端通过该马氏瓶的底部延伸于该马氏瓶内。 作为上述方案的进一步改进，该底盘与该马氏瓶的底部均设置有水龙头，该水管的两端分别与该两个水龙头连接。作为上述方案的进一步改进，该大气连通管与该马氏瓶上端接口处采用紧密的垫圈-有机玻璃圆环-塑料螺栓组合。作为上述方案的进一步改进，该支架的底部设置有多个轮子，至少两个轮子安装有轮子制闸。本专利技术提供的针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置的优点在于可完成毛管水上升、模拟大气降水条件下土壤水盐运移、模拟蒸发条件下土壤水盐运移、控制地下水位变化条件下水盐运移等实验，利用该套装置可以实现矿区粉煤灰充填复垦地土壤-粉煤灰基质中的水盐运移状态的动态观测，探寻出最适宜于作物生长的复垦模式，结果相对精确。附图说明图I为本专利技术较佳实施方式提供的针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置的局部结构示意图。图2为图I中不锈钢丝网的俯视图。图3为本专利技术较佳实施方式提供的针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置的支架的俯视图。主要符号说明第一法兰盘1，第二法兰盘2，底盘3，活动板4，通气孔5，碎石6，螺丝8，水龙头9，水管10，模拟蒸发器11，马氏瓶12，大气连通管13，进水孔14，水17，土壤18，复垦基质19，不锈钢丝网20，螺丝孔22，轮子23，轮子制闸24，水势传感器34，盐分传感器35，第一子柱体31，第二子柱体32，第三子柱体33，支架27，通道29。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图I、图2以及图3，其为本专利技术较佳实施方式提供的针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置的结构示意图。土柱模拟实验装置用于研究复垦土壤条件下的土壤理化生物学性状及其水分和溶质运移情况，即从不同厚度的复垦土地、土壤-复垦基质结构的土壤本身理化生物学特征和水盐运移的特征规律着手，探寻土壤-复垦基质充填复垦结构的最适宜覆土范围、最优土壤肥力质量状况，适用于不同土地复垦模式下的土壤水盐运移研究。实验结果可以为复垦工程的有效实施提供有力的参考依据。土柱模拟实验装置包括透明柱体、第一法兰盘I、第二法兰盘2、活动板4、底盘3、地下水位模拟组件、支架27、不锈钢丝纱网20、蒸发模拟器11。透明柱体内收容有土壤18、复垦基质19(如粉煤灰等)、碎石6。底盘3封闭固定于该柱体的一端作为该柱体的底端，支架27与底盘3固定连接支撑该柱体。该柱体的侧壁上沿平行于该柱体的中心线方向上设置有一排水势传感器安装孔34 (安装有水势传感器)、一排盐分传感器安装孔35 (安装有盐分传感器)、一排温度传感器 安装孔(图未示，安装有温度传感器)、两排排气孔(图未示)以及一排取样孔(图未示)，从垂直于该柱体的中心线方向上看，三排传感器安装孔呈多层平面间隔均匀排列，每层平面包括一个水势传感器安装孔34与一个盐分传感器安装孔35，相邻两层平面之间包括至少一个温度传感器安装孔，该两排排气孔中的其中一排与该排取样孔相邻，该两排排气孔中的另一排与该排水势传感器安装孔34相邻，每排上的孔均匀分布，该柱体上靠近该底端的侧壁开设有通气孔5，可以理解，该通气孔5可以设置排气阀(图未示)便于控制通气的时间。三排传感器安装孔横向呈多层平面间隔均匀排列是要保证传感器测的数据的有效性，三排传感器安装孔纵向呈直线式开孔是考虑到监测数据的不重复性与代表性，分别从两种角度的考虑，兼顾后测得数据才能有用。每个水势传感器安装孔34的孔壁沿该柱体的侧壁向外延伸，且其孔壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置，其特征在于，其包括透明柱体、若干法兰盘、活动板、不锈钢丝纱网、底盘、支架以及地下水位模拟组件，该底盘封闭固定于该柱体的一端作为该柱体的底端，该支架与该底盘固定连接支撑该柱体，该柱体的侧壁上沿平行于该柱体的中心线方向上设置有一排水势传感器安装孔、一排盐分传感器安装孔、一排温度传感器安装孔、两排排气孔以及一排取样孔，从垂直于该柱体的中心线方向上看，三排传感器安装孔呈多层平面间隔均匀排列，每层平面包括一个水势传感器安装孔与一个盐分传感器安装孔，相邻两层平面之间包括至少一个温度传感器安装孔，该两排排气孔中的其中一排与该排取样孔相邻，该两排排气孔中的另一排与该排水势传感器安装孔相邻，每排上的孔均匀分布，每个水势传感器安装孔安装有水势传感器，每个盐分传感器安装孔安装有盐分传感器，每个温度传感器安装孔安装有温度传感器，该柱体上靠近该底端的侧壁开设有通气孔，该柱体为多段结构由若干段子柱体组成，相邻两个子柱体之间由一个该法兰盘固定连接，该活动板与该不锈钢丝纱网均收容在靠近该底端的法兰盘的凹槽内，且该不锈钢丝纱网位于该活动板上，该纱网的孔径小于该活动板的每个通孔的孔径，该地下水位模拟组件连接于该底盘的底部进行地下水位的模拟。2.如权利要求I所述的一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置，其 特征在于，每个水势传感器安装孔的孔壁沿该柱体的侧壁向外延伸，且其孔壁倾斜于该柱体的侧壁。3.如权利要求2所述的一种针对矿区复垦土壤与粉煤灰基质的土柱模拟实验装置，其特征在于，每个水势传感器安装孔的孔壁与该柱体的侧壁之间的夹角满足以下条件tana=r/(H/n)，其中，H指...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐良骥，许善文，严家平，章茹芹，
申请(专利权)人：徐良骥，
类型：发明
国别省市：
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