用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法，包括用鐵皮圍成的槽體，槽體的前壁設(shè)有出水口，槽體的兩側(cè)壁的底部分別設(shè)有插板套，插板套內(nèi)插有插板，插板上設(shè)有多個(gè)小孔，槽體的兩側(cè)壁的外表面分別設(shè)有抬運(yùn)把。槽體的前壁中部沿縱向折彎并向前凸出形成縱向凸棱，出水口設(shè)于所述縱向凸棱上。將槽體置于目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域，沿槽體外圍開(kāi)挖剖面，把槽體垂直地面按入土體，把插板從所述槽體前部沿插板套插入土體后，把槽體及土體一起抬出取土坑，完成取土。保證了生物結(jié)皮表面的完整性，有益于相關(guān)控制實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物結(jié)皮原狀土取樣技術(shù)，尤其涉及一種用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物結(jié)皮是由微生物、藻類(lèi)、地衣和苔蘚等孢子植物類(lèi)群與沙粒膠結(jié)形成的有機(jī)復(fù)合體，具有易碎的特點(diǎn)。它廣泛分布在干旱和半干旱地區(qū)，是荒漠生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。生物結(jié)皮在沙丘表面的形成和發(fā)育改變了沙地原有的水分分布格局，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能和過(guò)程產(chǎn)生重要的影響。在干旱少雨的沙區(qū)，模擬降雨實(shí)驗(yàn)與自然降雨相比具有快速、便捷、可重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但具體操作過(guò)程中往往遇到諸多因子的限制，如風(fēng)、水和電等限制因素增加了開(kāi)展野外工作的難度。另一方面，自然界生物結(jié)皮所處坡面坡度差異較大，控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因多個(gè)因素的變化而難得出有益結(jié)論。把土壤帶回實(shí)驗(yàn)室在目標(biāo)裝置中進(jìn)行再培育是目前比較普遍的做法，但操作過(guò)程中已破壞土體的原狀結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的失真。目前用于水蝕研究的取樣裝置較缺乏。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，比較普遍的做法是把土壤帶回實(shí)驗(yàn)室，然后在目標(biāo)裝置中進(jìn)行再培育。但操作過(guò)程已破壞了土體的原狀結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能保證生物結(jié)皮表面完整性的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，包括用鐵皮圍成的槽體，所述槽體的前壁設(shè)有出水口，所述槽體的兩側(cè)壁的底部分別設(shè)有插板套，所述插板套內(nèi)插有插板，所述插板上設(shè)有多個(gè)小孔，所述槽體的兩側(cè)壁的外表面分別設(shè)有抬運(yùn)把。
[0007]本發(fā)明的上述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置的取樣方法，包括步驟:
[0008]A、對(duì)確定的目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域的生物結(jié)皮表面噴灑水；
[0009]B、把所述槽體置于目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域，沿所述槽體外圍開(kāi)挖剖面；
[0010]C、把所述槽體垂直地面按入土體，直到結(jié)皮表面達(dá)到出水口處；
[0011]D、把所述插板從所述槽體前部沿插板套插入土體；
[0012]E、把所述槽體及土體一起抬出取土坑，運(yùn)至目的地。
[0013]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置及取樣方法，由于包括用鐵皮圍成的槽體，槽體的前壁設(shè)有出水口，槽體的兩側(cè)壁的底部分別設(shè)有插板套，插板套內(nèi)插有插板,插板上設(shè)有多個(gè)小孔，槽體的兩側(cè)壁的外表面分別設(shè)有抬運(yùn)把，把槽體垂直地面按入土體中后，把插板從槽體前部沿插板套插入土體，再把槽體及土體一起抬出取土坑，能保證生物結(jié)皮表面的完整性，有益于相關(guān)控制實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中插板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0017]本發(fā)明的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0018]包括用鐵皮圍成的槽體，所述槽體的前壁設(shè)有出水口，所述槽體的兩側(cè)壁的底部分別設(shè)有插板套，所述插板套內(nèi)插有插板，所述插板上設(shè)有多個(gè)小孔，所述槽體的兩側(cè)壁的外表面分別設(shè)有抬運(yùn)把。
[0019]所述槽體的前壁中部沿縱向折彎并向前凸出形成縱向凸棱，所述出水口設(shè)于所述縱向凸棱上。
[0020]所述插板的前緣磨成刀口、后緣焊接角鋼，所述插板的前緣貼著所述槽體的前壁下緣插入到所述插板套中，并抵在所述槽體的后壁上。
[0021]所述插板套和抬運(yùn)把分別由角鋼焊接而成，所述出水口由鋼管焊接而成。
[0022]本發(fā)明的上述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置的取樣方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】包括步驟:
[0023]A、對(duì)確定的目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域的生物結(jié)皮表面噴灑水；
[0024]B、把所述槽體置于目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域，沿所述槽體外圍開(kāi)挖剖面；
[0025]C、把所述槽體垂直地面按入土體，直到結(jié)皮表面達(dá)到出水口處；
[0026]D、把所述插板從所述槽體前部沿插板套插入土體；
[0027]E、把所述槽體及土體一起抬出取土坑，運(yùn)至目的地。
[0028]所述步驟A中，在噴灑水之前結(jié)皮表面覆蓋一層薄紗布，避免噴灑過(guò)程中結(jié)皮表面的微結(jié)構(gòu)被破壞；
[0029]所述步驟B中，沿所述槽體外圍5cm處開(kāi)挖剖面，所述槽體的前壁朝向生物結(jié)皮所處坡面的方向；
[0030]所述步驟C中，用鐵棍橫擔(dān)在所述槽體的兩側(cè)壁上，均勻用力，避免槽壁對(duì)土體造成不必要的擠壓；
[0031]所述步驟D中，插板插入土體過(guò)程中，用橡膠錘輕輕敲打插板的后緣，防治結(jié)皮表面被震碎。
[0032]本發(fā)明針對(duì)生物結(jié)皮的易碎、結(jié)皮層與下層土壤易分離的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一種適用于模擬降水實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣及取樣方法，保證了生物結(jié)皮表面的完整性，推動(dòng)了此類(lèi)工作的開(kāi)展，有益于相關(guān)控制實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。并獲得國(guó)家“十二五”科技支撐課題(2012BAD16B0202)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41201015)資助。
[0033]具體實(shí)施例:[0034]如圖1、圖2所示，取土裝置為槽狀結(jié)構(gòu)，由厚度1.2mm的鐵皮制成，包括槽體1、出水口 2、插板3、抬運(yùn)把4、插板套5。鐵皮槽體的長(zhǎng)、寬、高和深分別是80、45、40和35cm。出水口離槽體上邊緣2cm，是直徑為3cm的圓口子，焊接一個(gè)直徑3cm、長(zhǎng)5cm的鋼管形成一個(gè)出水口。插板為長(zhǎng)85cm,寬48cm的長(zhǎng)方形鐵皮,插板的一端焊接角鋼，防止插板在敲打過(guò)程中變形，另一端磨成刀口，減少插板與土體間的摩擦力。插板上每隔5cm用電鉆打直徑為5mm的眼，有助于槽體內(nèi)的水分滲漏。在槽體兩側(cè)中間部位焊接角鋼抬運(yùn)把，用于原狀土的搬運(yùn)。待槽體形成上述形狀后，在槽體下邊緣5cm處，平行于槽體邊緣拉開(kāi)，把槽體分成上、下兩部份，然后用角鋼焊接槽體上部和下部，焊接時(shí)在上、下兩部分槽體中間留4mm的縫隙作為插板套，并保證插板自由插入槽體和抽出。用角鋼焊接的目的是為避免插板在槽體內(nèi)偏離或跳道而影響取土過(guò)程。槽體三角形處不焊接角鋼。
[0035]具體操作過(guò)程如下:
[0036]1.生物結(jié)皮及土樣噴濕:確定目標(biāo)區(qū)域后用噴壺對(duì)生物結(jié)皮表面噴灑水。噴灑水之前結(jié)皮表面覆蓋一層薄紗布，避免噴灑過(guò)程中結(jié)皮表面的微結(jié)構(gòu)被破壞。
[0037]2.挖出土體剖面:將把鐵皮槽置于目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域，沿鐵皮槽外圍5cm處開(kāi)挖剖面。鐵皮槽三角部位所處方向盡量與生物結(jié)皮所處坡面的方向盡量一致。開(kāi)挖剖面深度可比鐵皮槽的高度略深。鐵皮槽三角處開(kāi)挖面大一些，以保證插板插入槽體時(shí)不受空間限制。
[0038]3.原狀土采集:把鐵皮槽垂直地面按入土體，直到結(jié)皮表面達(dá)到出水口處。為減少槽體對(duì)土體造成不必要的擠壓，可以用鐵棍橫擔(dān)在槽體兩端，掌握好力度并同時(shí)發(fā)力，最大程度的保證土體的原狀結(jié)構(gòu)。
[0039]4.插入插板:把槽體垂直地面按入土體之后，把插板從鐵皮槽三角處插入土體。用橡膠錘輕輕敲打插板的角鋼處，防治結(jié)皮表面被震碎，直到插板的刀口部位插入到槽體末端的角鋼處。
[0040]5.生物結(jié)皮取土工作完成后，通過(guò)鋼棍把土體抬出取土坑，把土體運(yùn)至目的地。
[0041]具體實(shí)施例的有益效果:
[0042]①克服了野外模擬降雨實(shí)驗(yàn)中常受風(fēng)、水和電等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；
[0043]②根據(jù)需要，原狀土的坡度可以調(diào)整，而自然界生物結(jié)皮所處坡面差異較大；
[0044]③保證了生物結(jié)皮及下層土壤的原狀結(jié)構(gòu)。
[0045]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，其特征在于，包括用鐵皮圍成的槽體，所述槽體的前壁設(shè)有出水口，所述槽體的兩側(cè)壁的底部分別設(shè)有插板套，所述插板套內(nèi)插有插板，所述插板上設(shè)有多個(gè)小孔，所述槽體的兩側(cè)壁的外表面分別設(shè)有抬運(yùn)把。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，其特征在于，所述槽體的前壁中部沿縱向折彎并向前凸出形成縱向凸棱，所述出水口設(shè)于所述縱向凸棱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，其特征在于，所述插板的前緣磨成刀口、后緣焊接角鋼，所述插板的前緣貼著所述槽體的前壁下緣插入到所述插板套中，并抵在所述槽體的后壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置，其特征在于，所述插板套和抬運(yùn)把分別由角鋼焊接而成，所述出水口由鋼管焊接而成。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣裝置的取樣方法，其特征在于，包括步驟: A、對(duì)確定的目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域的生物結(jié)皮表面噴灑水； B、把所述槽體置于目標(biāo)結(jié)皮區(qū)域，沿所述槽體外圍開(kāi)挖剖面； C、把所述槽體垂直地面按入土體，直到結(jié)皮表面達(dá)到出水口處； D、把所述插板從所述槽體前部沿插板套插入土體； E、把所述槽體及土體一起抬出取土坑，運(yùn)至目的地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于模擬降雨實(shí)驗(yàn)的生物結(jié)皮原狀土取樣方法，其特征在于: 所述步驟A中，在噴灑水之前結(jié)皮表面覆蓋一層薄紗布，避免噴灑過(guò)程中結(jié)皮表面的微結(jié)構(gòu)被破壞； 所述步驟B中，沿所述槽體外圍5cm處開(kāi)挖剖面，所述槽體的前壁朝向生物結(jié)皮所處坡面的方向； 所述步驟C中，用鐵棍橫擔(dān)在所述槽體的兩側(cè)壁上，均勻用力； 所述步驟D中，插板插入土體過(guò)程中，用橡膠錘輕輕敲打插板的后緣，防治結(jié)皮表面被震碎。
【文檔編號(hào)】E21B49/02GK103967483SQ201410171074
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】吳永勝, 尹瑞平, 王文君, 張欣, 李澤坤, 仁杰, 田秀民, 苗恒錄, 王健 申請(qǐng)人:水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所