一种研究离子型稀土矿中氮素迁移转化规律的试验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土壤入渗规律的试验设备，特别涉及一种研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置及方法。
【背景技术】
[0002]南方地区的离子型稀土矿区多为地势高凸、地面坡度较大的丘陵地带，浸矿剂硫酸铵经矿山表面注入后，经过较长距离的迀移进入地下水层及周边土壤环境中，为更真实模拟这一迀移特点，实验室需用柱体较长、外直径较大、稳定性较好的土壤柱，经查阅相关文献及资料信息，发现鲜有这一领域的研究，更没有符合相关实验条件的装备。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便，研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置。
[0004]本发明另一个要解决的技术问题是提供一种使用研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置的试验方法。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置，其特点是，包括氮素迀移装置、定时供水装置和取样器;所述的氮素迀移装置包括铁架台和若干根盛装土壤样品的透明管柱，透明管柱竖向装在铁架台上，透明管柱的顶端装有进水分配器，透明管柱的底部设有排水孔，排水孔处装有滤网，在每根透明管柱上均设有若干取样孔，取样孔沿透明管柱的轴线设置，透明管柱最上方取样孔对立面的管壁上设有排水阀;所述的定时供水装置包括水栗和装有土壤淋溶液的水桶，水栗设有伸入水桶内的进水管和与氮素迀移装置上的进水分配器相接的出水管，水栗通过定时开关与外接电源相接。
[0006]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述透明管柱的底端开口处设有法兰盘，所述透明管柱的下端开口处设有法兰盘，铁架台上设有与法兰盘配合相接的法兰板。
[0007]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，法兰盘与法兰板之间设有防水垫圈。
[0008]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的取样器为取样勺，取样勺的前端设有弯头，弯头的横截面为三角形槽，取样勺的后端设有手柄。
[0009]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述弯头的弯曲角度为30-60°。
[0010]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述透明管柱最下方的取样孔与铁架台之间的距离为85-90 mm，所述透明管柱的高度为100-2000mm，取样孔的孔径为20-30mm。
[0011]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的透明管柱设有四个，所述的排水阀设有两个，所述的取样孔设有7个，等间隔设置。
[0012]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述排水孔的下方设有排水收集槽。
[0013]本发明另一个要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验方法，其特点是，其步骤为，
(1)先将各种土壤样品分别填装入透明管柱内，填装高度达到最上方取样孔上方的45-60mm 处；
(2)根据试验条件设置好水栗的转速和定时开关的工作时间，启动水栗，水桶中的土壤淋溶液依次经进水管、水栗、出水管，进入进水分配器，并在进水分配器的作用下，均匀洒至透明管柱内的土壤表层，随土壤迀移至透明管柱底部的滤网处，从排水孔排至排水收集槽中；
(3)每隔6天用取样器从每个透明管柱的各取样孔内取样、测量铵态氮含量，然后对测量数据进行汇总，分析NH4—N淋溶迀移规律。
[0014]本发明通过设透明管柱，外径大、柱体长，取样孔间隔远，使研究离子型稀土矿山中氮素沿土壤进行长距离淋溶迀移特征的可靠性大为增加;设进水分配器，保证了出水的均匀分布;设滤网，阻断了实验过程中小粒径土壤堵塞底部出水孔的可能性;设排水阀，根据淹水条件下表层土壤积水高度不超过3m设计，便于辅助排去表层土壤多余积水，保证实验的顺利进行。与现有技术相比，其设计合理，结构简单，操作方便，提高了试验的效果和效率。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
图2是透明管柱的结构示意图；
图3是取样器的结构示意图；
图4是A柱各取样孔中土样的NH4—N含量。
【具体实施方式】
[0016]以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
[0017]实施例1，参照图1-3，一种研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置，包括氮素迀移装置5、定时供水装置和取样器；
所述的氮素迀移装置5包括铁架台6和若干根盛装土壤样品的透明管柱8，透明管柱8竖向装在铁架台6上，透明管柱8的顶端装有进水分配器10，透明管柱8的底部设有排水孔，排水孔处装有滤网，在每根透明管柱8上均设有若干取样孔11，取样孔11沿透明管柱8的轴线设置，透明管柱8最上方取样孔11对立面的管壁上设有排水阀9，排水阀9设有两个；
所述的定时供水装置包括水栗3和装有土壤淋溶液的水桶I，水栗3设有伸入水桶内的进水管2和与氮素迀移装置5上的进水分配器10相接的出水管4，水栗3通过定时开关与外接电源相接，所述的水栗采用蠕动栗，所述的透明管柱为无色透明的亚克力管材。
[0018]实施例2，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述透明管柱8的下端开口处设有法兰盘7，铁架台上设有与法兰盘8配合相接的法兰板。
[0019]实施例3，实施例2所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:法兰盘7与法兰板之间设有防水垫圈。
[0020]实施例4，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述的取样器为取样勺13，取样勺13的前端设有弯头12，弯头12的横截面为三角形槽，取样勺13的后端设有手柄14，使其断面更小更锋利，即使是颗粒较大的砂石土，也能轻易捣入至柱体另一端，通过旋转取样勺能增加取样孔周围的取样面积。
[0021]实施例5，实施例4所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述弯头12的弯曲角度为30°，所述透明管柱8最下方的取样孔11与铁架台6之间的距离为85mm，所述透明管柱8的高度为10mm，取样孔11的孔径为20_。
[0022]实施例6，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述弯头12的弯曲角度为60°，所述透明管柱8最下方的取样孔11与铁架台6之间的距离为90mm，所述透明管柱8的高度为2000mm，取样孔11的孔径为30mm。
[0023]实施例7，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述弯头12的弯曲角度为45°，所述透明管柱8最下方的取样孔11与铁架台6之间的距离为88mm，所述透明管柱8的高度为100mm，取样孔11的孔径为25_。
[0024]实施例8，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述弯头12的弯曲角度为50°，所述透明管柱8最下方的取样孔11与铁架台6之间的距离为89mm，所述透明管柱8的高度为1500mm，取样孔11的孔径为28mm。
[0025]实施例9，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述的透明管柱8设有四个，所述的排水阀9设有两个，所述的取样孔11设有7个，等间隔设置，间隔距离为200-300mm，优选250mm。
[0〇26]本装置的装填土壤高度可在88mm < h < 1635mm中任意选择;利用多孔排插将四个蠕动栗插在定时器上，并通过设置定时器运行参数来控制四台蠕动栗的停运模式及工作时长，使整个系统自动化，操作简单易行，模拟变量精度大大提高;钢铁结构的铁架台，不仅造价低廉，其耐压性能也明显优于铝合金材质，保证了整个装置系统的安全型，其300mm的层高，470_的宽度设计使整个实验装置占地面积和占空间面积更小；
铁架台上的铁皮板是通过安装在其四个角上的螺丝固定的，方便拆卸，这样的设计是考虑到铁架台和柱体结构的加工是由不同厂家来定做的，可使因加工差异造成铁质板开孔口径与柱体实际外径不一致时，可通过调整铁板直径来解决这一工程隐患，从而减少了可能实际工作量。
[0027]实施例10，实施例1所述的研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律的试验装置:所述排水孔的下方设有排水收集槽。
[0028]实施例11，一种研究离子型稀土矿中氮素迀移转化规律