專利名稱：軟體土壤原位小擾動土壤樣品采集器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土壤實驗設備技術領域，具體涉及對土壤水分處于飽和狀態(tài)軟體土壤進行常規(guī)取樣的采集設備。
背景技術：
軟體土壤主要指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積等天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、 抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、 各層之間物理力學性質相差較大等特點，由于此類土壤長期積水，土粒分散，表層土壤終年處于泥濘甚至表層積有10-30cm水層的狀態(tài)。土壤取樣是從事土壤和生態(tài)研究科技工作者重要的基礎工作之一，目前，國內外在野外原狀土取樣器設計制造方面開展了大量工作，并取得了很大的成就?，F有的取樣器就其功能方面而言，大體可分為兩類一類為旱地常規(guī)農、林業(yè)土壤采集器，但該類采集器無法用于水分含量較高軟體土壤的采集。因該類取樣器在鉆入軟體土壤層時會對原位土樣產生壓力，造成較大的擾動；而在取樣結束拔離土壤過程中，由于土體與取樣器內壁的摩擦力不夠而導致土樣易滑脫、造成土壤取樣誤差大、工作量大等問題，從而影響采樣工作的順利進行和研究工作的準確性。另一類為沉積物取樣器，如德國HYDRO-BIOS公司的沉積物柱狀取樣器，該類取樣器的最大特點就是自身很重，在繩索的索引下憑借取樣器的自重才能鉆入深水層下的沉積土壤中，并進行取樣作業(yè)，但用此類取樣器來采取淺水土壤_水界面樣品，則就存在攜帶不便、費時費力、費用昂貴，不便常規(guī)調查等問題。為此，我們針對上述軟體土壤的特點結合實際需要研制了一種具有體積小、重量輕、材料廉價易得、加工簡單、操作方便的軟體土壤原位小擾動土壤樣品采集器，經野外取樣實踐表明，該取樣器的取樣效果良好，達到了設計要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是，針對已有取土器在鉆入軟體土壤時對原位土樣擾動大，而脫離土壤時土樣易滑脫，造成取樣誤差大、工作量大等的缺陷，提供一種結構合理、體積小、重量輕、便于攜帶、操作快捷、對土體擾動小、能適應不同耕層深度使用，完整獲取原樣土樣的軟體土壤原位小擾動土壤樣品采集器。本發(fā)明目的通過以下技術方案來實現。軟體土壤原位小擾動土壤樣品采集器，該采集器由T字型的手柄、三向閥門、刻線及下端無底、上端有頂層密封的圓筒型鉆筒組成；其中，手柄的下端與鉆筒頂層的中心處作垂直連接，在該頂層的一側垂直設有與鉆筒內相連通的三向閥門，在鉆筒的外側面自下沿口至上沿口垂直標有0-40或0-50cm的刻線。所述鉆筒的下端內徑壁呈直形、外徑壁呈楔形。所述鉆筒的制作材料為5mm厚有機玻璃或3mm厚鋼板。
所述鉆筒其外徑為45-55mm，高度為400-500mm。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明采集器由手柄、鉆筒、刻線和三向閥門組成，設計合理、結構簡單、操作方便、省力，僅需一人便可完成取樣作業(yè)；2.由于本發(fā)明采集器是一種用于采集土壤水分處于飽和狀態(tài)，甚至在其表層以上還積有一層水層的軟體土壤的土樣，故取土樣時需先打開閥門并將鉆筒向下按壓至需要的深度，此時，鉆筒內表層以上受壓的氣體(或氣體加水層)通過閥門向外跑逸，而不會對筒體內的原位軟體土壤施壓而造成擾動；關閉閥門后，筒體內的軟體土壤土樣在鉆筒內外壓力差的作用下，能完好地保持在筒體內并隨采集器完整地被帶離原位；當再次打開閥門后， 土樣憑借自身重力即能自行滑出筒體外，故能方便地獲取完整的未受干擾的軟體土壤土樣；3.本發(fā)明采集器體積小巧，重量輕，搬運方便，易于攜帶，便于野外操作；4.本發(fā)明原材料易得，加工簡單，制作成本低廉；5.本發(fā)明由于用手柄直接控制，易于用力，所以可以采集厚度、直徑較大的原狀軟體土壤樣品，采樣點控制準確；實踐證明，本采樣器既能快速、順利地完成采樣要求，又節(jié)約了大量經費，具有較高的實用價值。


圖1軟體土壤原位小擾動土壤樣品采集器的結構示意圖；其中，1、手柄；2、三向閥門；3、刻線；4、鉆筒
具體實施例方式通過以下實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的內容并不局限于此。實施例1 (采集器1在河灘沉積軟體土壤上的應用)如圖1所示，該采集器由T字型的手柄1、三向閥門2、刻線3及下端無底、上端有頂層密封的圓筒型鉆筒4組成；其中，手柄1由有機玻璃制成，鉆筒4由5mm厚的有機玻璃制成，其外徑為55mm，高度為500mm，其下端內徑壁呈直形、外徑壁呈楔形；手柄1的下端與鉆筒4頂層的中心處作垂直連接，在該頂層的一側垂直按裝有市售的三向閥門2，在鉆筒4 的外側面自下沿口至上沿口標有0-500mm的刻線3 ；采取河灘沉積軟體土壤40mm深土樣時，打開三向閥門2以保持鉆筒4筒體內與外界的暢通，握住手柄1將采集器垂直均勻用力向下按壓，使鉆筒4緩慢插入軟體土壤中；觀察刻線3插至40mm 土體深度后，關閉閥門2，鉆筒4上端的通道即被密封；緩慢上提采集器后完整的土柱即被帶離原位；當再次打開閥門2后，土柱樣憑借自身重力而自行滑出鉆筒4 外。實施例2 (采集器2在冷浸田軟體土壤上的應用)冷浸田，主要是指山丘谷地受冷水、冷泉浸漬或湖區(qū)灘地受地下水浸漬的一類水田。主要分布在中國南方山區(qū)谷地、丘陵低洼地、平原湖沼低洼地，以及山塘、水庫提壩的下部。冷浸田由于長期積水，土粒分散，表層約有30-40cm厚的土壤終年處于泥濘狀態(tài)，具有深厚的潛育層，排水不良、土壤通氣透水性差，一般實行單季稻、冬泡休閑耕作制，該類土表以上一般常年積有20cm左右的水層。本例中，采集器采用有機玻璃制成，其鉆筒4外徑為45mm，高度為400mm ；其余制備工藝同于實施例1。取樣點為義烏市佛堂鎮(zhèn)白豐水庫冷浸田軟體土壤，當按計劃采集200mm深土樣時，先將采集器的三向閥門2打開，握住手柄1將鉆筒4垂直向下穿過水層后壓入土體中， 并觀察刻線至設定的200mm深度，關閉三向閥門2，此時，土樣被牢牢吸附在鉆筒4內，將鉆體4拔離土體后，即完成了土壤樣品的采集任務。將取樣袋放在鉆筒4下方，打開三向閥門 2后，鉆筒4內的土樣即憑借自身重力滑出筒體。本發(fā)明所采集的土樣可以用于測定單位體積土壤重量、單位體積土壤含水量或孔隙率等土壤基本理化性狀。實施例3 (采集器3在海灘軟體土壤上的應用)灘涂，指沿海大潮高潮位與低潮位之間的潮浸地帶，或河流湖泊常水位至洪水位間的灘地，時令湖、河洪水位以下的灘地，水庫、坑塘的正常蓄水位與最大洪水位間的灘地， 在地貌學上又稱謂“潮間帶”。由于潮汐的作用，灘涂有時被水淹沒，有時又出露水面，其上部經常露出水面，其下部則經常被水淹沒。本例中，采集器手柄1由鋼材鑄成，鉆筒4由3mm厚的鋼板制成，其外徑為45mm，高度為400mm，其余制備工藝同于實施例1。取樣點為蕭山沿海灘涂，當按計劃采集軟體土壤300mm深的土壤樣品時，需將鉆筒4垂直向下按壓至設定的300mm深；其余步驟同于實施例1。實踐證明，在淺水水體的沉積物_界面水樣品采集中，本采樣器既能快速、順利地完成采樣要求，又節(jié)約了大量經費，具有較高的實用價值。
權利要求
1.軟土原位小擾動土壤樣品采集器，其特征在于該采集器由T字型的手柄(1)、三向閥門(2)、刻線(3)及下端無底、上端有頂層密封的圓筒型鉆筒(4)組成；其中，手柄(1)的下端與鉆筒(4)頂層的中心處作垂直連接，在該頂層的一側垂直設有與鉆筒(4)內相連通的三向閥門(2)，在鉆筒(4)的外側面自下沿口至上沿口垂直標有0-40或0-50cm的刻線(3)。
2.按權利要求1所述的采集器，其特征在于所述鉆筒(4)的下端內徑壁呈直形、外徑壁呈楔形。
3.按權利要求1所述的采集器，其特征在于所述鉆筒(4)的制作材料為5mm厚有機玻璃或3mm厚鋼板。
4.按權利要求1所述的采集器，其特征在于所述鉆筒(4)其外徑為45-55mm，高度為 400-500mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了軟土原位小擾動土壤樣品采集器，屬于土壤實驗工具技術領域。該采集器由T字型手柄(1)、三向閥門(2)、刻線(3)及下端無底、上端有頂層密封的圓筒型鉆筒(4)組成；由于本發(fā)明在采集器上設置有三向閥門，可使采集器在按壓取樣過程中筒內的氣體能順利排出，當被貫入至預定深度后將三向閥門關閉，土樣又被牢牢吸附在筒體內，當再次打開閥門時，土樣憑借自身重力即能自行滑出筒體外。該裝置有效解決了土壤水分處于飽和狀態(tài)軟土土壤常規(guī)土樣采集的難題。本發(fā)明可在各類軟土地區(qū)推廣應用。
文檔編號G01N1/08GK102507257SQ20111037424
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者劉玉學, 吳春艷, 唐旭, 廖敏, 陳義 申請人:浙江省農業(yè)科學院