本實用新型涉及一種地下水位模擬裝置，本裝置可以模擬地下水位的升降變化，為相關(guān)地下水位變化的植物生理生態(tài)試驗、土壤理化性質(zhì)試驗、土壤養(yǎng)分含量變化試驗等提供支持。本裝置由階梯狀植物生長箱、供水系統(tǒng)等組成。通過上述系統(tǒng)的組合，可以設(shè)置植物生長箱內(nèi)的不同地下水位深度值，獲得不同地下水位深度值的植物生長條件。

背景技術(shù)：

隨著人類社會的發(fā)展，人類對自然資源的利用能力得到不斷加強，以及全球變暖對水資源全球分配格局的影響，造成了不同地區(qū)土壤地下水位的變化(降低為主)，這已經(jīng)成為當前人類發(fā)展過程中面對的嚴重環(huán)境問題之一。土壤地下水位的變化對植物和土壤養(yǎng)分產(chǎn)生顯著的影響，其對植物的生理過程、生態(tài)分布格局、生存、更新發(fā)展等方面具有重要的意義。

在研究地下水位變化對植物和土壤養(yǎng)分影響作用中，目前主要采用人工模擬調(diào)節(jié)地下水位方法來實現(xiàn)，如何有效調(diào)節(jié)地下水分的變化成為關(guān)鍵的技術(shù)節(jié)點。以往的工作主要是設(shè)置生長容器，內(nèi)部填加生長基質(zhì)用來栽植植株，并在其內(nèi)部填加一定水量，形成單一的地下水位，無法同時實現(xiàn)不同地下水位埋深的試驗條件需求。

本項實用新型裝置通過階梯式生長箱的設(shè)置方法，可以實現(xiàn)生長箱內(nèi)地下水位的階梯變化，為相關(guān)研究工作提供了有利支持。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種可以模擬不同地下水位埋深的植物生長試驗裝置。

為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

構(gòu)建一種階梯式的植物生長箱，箱體底部設(shè)置共同的模擬地下水位，通過生長箱的高度差值，獲得不同的地下水位埋深值。一種階梯式地下水位調(diào)節(jié)模擬裝置：包括階梯式植物生長箱組和供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)通過供水管與階梯式植物生長箱組底部相連通，階梯式植物生長箱組置于一砂石層上方，砂石層上表面為一水平面，階梯式植物生長箱組由二個以上高度不同的植物生長箱組成，生長箱為上下兩端開口的容器，容器內(nèi)裝填有土壤，土壤由容器下開口端至上開口端充滿容器內(nèi)部；容器下開口端與砂石層上表面相貼接；

于砂石層內(nèi)設(shè)有篩管供水管，所述篩管供水管一端密閉，另一端經(jīng)供水管與水箱的出水口相連接，于供水管上設(shè)有閥門，篩管供水管的管壁上開設(shè)有1個以上的通孔作為出水孔，且于篩管供水管的外管壁上包裹有紗網(wǎng)；水箱內(nèi)的水依靠重力流入植物生長箱內(nèi)。

階梯式植物生長箱由3mm鐵皮焊接而成，內(nèi)部設(shè)置3×3mm角鋼支撐架。箱體為矩形，上口規(guī)格為120×120cm，高度可根據(jù)模擬的地下水位差值設(shè)置， 即溢水口上沿到各箱體內(nèi)土壤表面高度。不同高度的生長箱組成階梯式結(jié)構(gòu)的生長箱組合，其各個生長箱之間的高度差值即為模擬的地下水位差值(h-1、h-2…)。構(gòu)成的生長箱組合體底部相互聯(lián)通，便于形成統(tǒng)一的地下水位，聯(lián)通空間為箱體底部的20cm高度區(qū)域，所有箱體底部完全互通，并鋪設(shè)20cm厚度的砂石層，便于水分滲出。箱體供水管道安裝于箱體底部側(cè)面，高度低于20cm，管道直徑6cm，進入箱體內(nèi)部部分設(shè)置為篩孔管道，前端安裝堵頭，管體上全面鉆孔(出水孔)，孔徑5mm，篩管整體埋設(shè)于砂石層中，管體外包扎紗網(wǎng)，防止泥土堵塞。另外在箱體底部20cm高度，安裝溢水口，管徑3cm，用于控制箱體內(nèi)的模擬水位高度，多余水分可通過溢水口及時排出。

供水系統(tǒng)由供水管和水源組成，供水管道連接于箱體底部的供水篩管上，并安裝閥門，水源為供水箱，高度高于最高的生長箱上沿。

所述2個以上生長箱之間依次存在等高度差。

所述生長箱由3-5mm厚度鐵皮焊接而成長方體結(jié)構(gòu)，長方體內(nèi)部相鄰兩面之間設(shè)置3-4×3-5mm角鋼支撐架，角鋼支撐架是指在箱體內(nèi)設(shè)置角鋼支撐架，防止箱體裝填土壤后邊形。圖示見附件圖2。

所述階梯式植物生長箱組底部完全互通，砂石層鋪設(shè)的厚度20-30cm，砂石的粒徑為1-2cm。

所述階梯式植物生長箱組的每個箱體下部均有篩管供水管，即篩管供水管通過于每個箱體底部的一側(cè)，與箱體底部的距離低于20cm，篩管供水管管道直徑6-10cm，經(jīng)過每個箱體底部的管道上均設(shè)置有1個以上的通孔，稱之為篩孔，篩管供水管延階梯式植物生長箱底部水平鋪設(shè)，篩管供水管與供水管相連的末端設(shè)置堵頭。

所述篩管供水管管體上設(shè)置出水孔，孔徑3-5mm，篩管供水管整體埋設(shè)于砂石層中，管體外包扎紗網(wǎng)。

距生長箱箱體底部0-20cm高度的箱體側(cè)壁上設(shè)置溢水口，溢水口口徑2-3cm，用于控制箱體內(nèi)的模擬水位高度，多余水分可通過溢水口及時排出。

所述階梯式植物生長箱組的高度可根據(jù)模擬地下水位高度設(shè)置，即溢水口上沿到各箱體內(nèi)土壤表面高度，不同高度的生長箱組成階梯式結(jié)構(gòu)的生長箱組合，其各個生長箱之間的高度差值即為模擬地下水位差值。

所述供水管連接于箱體底部的篩管供水管上，水箱的出水口設(shè)置于水箱底部或下部，水箱內(nèi)水面高度高于出水口，出水口的高度高于植物生長箱上開口端。

本實用新型具有以下優(yōu)點及有益效果：

1.通過本裝置，可以獲得穩(wěn)定的不同深度的地下水位模擬效果，滿足相關(guān)試驗工作要求的地下水位精準調(diào)整需求。

附圖說明

圖1為階梯式地下水位調(diào)節(jié)裝置示意圖(縱剖面)，其中的①為生長箱，②為模擬地下水位差，③為模擬地下水位差值④為篩管供水管⑤溢水口⑥供水管⑦供水管閥門⑧水箱⑨砂石層⑩模擬地下水位；

圖2為生長箱的角鋼架示意圖。

具體實施方式

實施例

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

如圖1，圖2所示，根據(jù)需要模擬地下水位深度和模擬地下水位差值要求，按照上述設(shè)計要求制作階梯式植物生長箱；階梯式植物生長箱組置于一砂石層9上方，砂石層9上表面為一水平面，階梯式植物生長箱組由二個以上高度不同的植物生長箱1組成，生長箱1為上下兩端開口的容器，容器內(nèi)裝填有土壤，土壤由容器下開口端至上開口端充滿容器內(nèi)部；容器下開口端與砂石層9上表面相貼接；于砂石層9內(nèi)設(shè)有篩管供水管，所述篩管供水管4一端密閉，另一端經(jīng)供水管6與水箱8的出水口相連接，于供水管6上設(shè)有供水管閥門7，篩管供水管4的管壁上開設(shè)有1個以上的通孔作為出水孔，且于篩管供水管(4)的外管壁上包裹有紗網(wǎng)；依據(jù)最矮生長箱高度，設(shè)計安裝溝深度，縱向?qū)⒔M合的生長箱埋設(shè)于溝中，生長箱1中填加試驗土壤至箱體上沿，栽植參試的植物種類，并安裝好供水水箱8，水箱內(nèi)的水依靠重力流入植物生長箱內(nèi)。試驗開始時，首先開啟供水閥門7，向組合生長箱持續(xù)供水，當溢水口5有水流溢出時，關(guān)小供水管閥門7，但需保持溢水口有持續(xù)的微量水分流出，以維持箱體內(nèi)穩(wěn)定的地下水位存在，此時，箱體內(nèi)形成約20cm深度的水層，用于模擬地下水位。試驗過程中，保持供水水箱8內(nèi)水分的持續(xù)存在。在此基礎(chǔ)上，組合箱體內(nèi)形成了水平的地下水位，利用箱體高度差形成的不同土壤表面高度差異，產(chǎn)生了不同的地下水位埋深環(huán)境。