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一种森林山地土壤原位火烧模拟试验装置及其试验方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-23 08:52:07

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-23 08:52:07

本发明公开了一种森林山地土壤原位火烧模拟试验装置及其试验方法,提供了一种可以在现场原位测量不同火烈度下不同深度的土壤物理及水理性质指标变化的试验装置,试验装置包括三部分:下部为检测系统,中部为火烧模拟系统,上部为降雨模拟系统。本发明安装使用测量方便,可在保证原状土结构最小扰动的同时,进行不同火烧温度和持续时间的原位火烧试验、火烧后土壤不同降雨强度和持续时间的原位降雨模拟试验,并实现不同深度土壤受到烧焙过程中的温度和含水率变化以及烧培后不同深度土壤在降雨模拟过程中的含水率和孔隙水压力变化的实时可测;同时相应部件可进行适当的拆卸,便于携带,在火后泥石流的成灾机理及防治研究方面具有很高的推广价值。

本发明提供了一种森林山地土壤原位火烧模拟试验装置及其试验方法,通过火烧模拟试验对原状土被火烧后的土壤性质改变进行针对性研究。为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种森林山地土壤原位火烧模拟试验装置,包括从下到上依次连接的检测系统、火烧模拟系统和降雨模拟系统;检测系统包括用于盛装试验土芯的圆筒状下机箱,圆筒状下机箱无底无盖;圆筒状下机箱的侧壁上开设有多个预设小孔,传感器的探针穿过预设小孔后设于圆筒状下机箱的内部;火烧模拟系统包括圆筒状上机箱,圆筒状上机箱无底无盖,圆筒状上机箱与圆筒状下机箱同轴心设置;环形气管设于圆筒状上机箱内部的下部,环形气管上均匀安装有多个可喷火的喷火头;降雨模拟系统包括安装于圆筒状上机箱顶部的机箱顶盖;机箱顶盖上设置有通风口和喷水器。

火后泥石流是指林火发生后火烧迹地附近发生的、与林火紧密联系的泥石流,通常发生过森林火灾的火烧迹地有极高的概率会发生火后泥石流。相对于非火后泥石流,其物源起动与林下土壤受到植被燃烧过程中的高温烧焙而致的物理及水理特征改变密切相关。而由于森林火灾发生的不确定性,现有的野外测试手段又难以监测火灾过程中土壤物理及水理特性的变化情况,所以针对林火对土壤性质改变的土壤火烧模拟试验研究就显得尤为重要。

胡卸文,博士,教授,博导。1981年本科就读于成都理工大学(原成都地质学院),1988、1996年在成都理工大学分别获工学硕士、博士学位;1988 ~1998年在成都理工大学任教,1998年7月进入西南交通大学土木工程学院地质工程系任教,2001~2008年任土木工程学院地质工程系系主任,2010年11月任西南交通大学地球科学与环境工程学院副院长。在上述领域发表论文90余篇,其中含英文20余篇,且有26篇进入EI、ISTP等三大国际检索系统;出版各类学术论著9部;获授权发明专利2项;累计指导博士及硕士研究生数十名。在所主持和参加的国家及省部级科研中,分别有1项获国家科技进步一等奖,3、5和5项获省(部)级科技进步一、二、三等奖。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:安装使用测量方便,可在保证原状土结构最小扰动的同时,进行不同火烧温度和持续时间的、较大尺度的森林山地土壤原位火烧试验,并实现不同深度土壤受到烧焙过程中的温度和含水率变化实时可测;本发明配套有降雨模拟系统,可对烧焙后的原状土壤进行原位降雨模拟,并实现不同深度土壤在降雨模拟过程中的含水率和孔隙水压力变化实时可测;火烧试验后可及时取得新鲜烧培土样本,用以室内土工试验测试烘培土的其它各项物理指标;相应部件可进行适当的拆卸,便于携带,在火后泥石流的成灾机理及防治研究方面具有很高的推广价值。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。。