发明创造名称：一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置及方法
外观设计名称：
决定号：193878
决定日：2019-10-24
委内编号：1F275081
优先权日：
申请（专利）号：201610246609.6
申请日：2016-04-20
复审请求人：湖南科技大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：黄艳
合议组组长：冯志华
参审员：李思源
国际分类号：G01N13/00，G01N33/24
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征中的一部分特征被另外的对比文件公开，一部分特征属于本领域的公知常识，并且上述区别技术特征也没有使该项权利要求请求保护的技术方案取得预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610246609.6，名称为“一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置及方法”的发明专利申请。申请人为湖南科技大学。本申请的申请日为2016年04月20日，公开日为2016年08月31日。
经实质审查，国家知识产权局专利实质审查部门以本申请权利要求1-6不符合专利法第22条第3款的规定为由，于2018年12月11日做出驳回决定。驳回决定中引用了如下3篇对比文件：
对比文件1：CN204255803U，公开日期：2015年04月08日；
对比文件2：CN204882546U，公开日期：2015年12月16日；
对比文件3：CN2658873Y，公开日期：2004年11月24日。
驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书第1-44段、说明书摘要、说明书附图、摘要附图以及2018年08月10日提交的权利要求书第1-6项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：包括供水装置、降雨装置、降雨支架、初期雨水回用装置、堆土箱及堆土箱角度调整与固定机构，所述的供水装置与降雨装置连接，供水装置能够稳压将水输送至降雨装置；降雨装置和初期雨水回用装置分别安装在降雨支架上，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通；所述的堆土箱通过堆土箱角度调整与固定机构安装在初期雨水回用装置的下方；
所述的初期雨水回用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，所述的两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上；挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接；三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；
所述的降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下；承载钢管安装在降雨支架上；
所述的堆土箱包括箱体、长方体形框架及水样收集管，箱体置于框架内，箱体与框架之间设有橡胶垫；所述的箱体的一端面上设有雨水溢流口和多个水样收集孔；箱体的一侧面和底面上分别设有多个水样收集孔；箱体侧面上的水样收集孔通过水样收集管与水样收集瓶连接。
2. 根据权利要求1所述的模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：所述的供水装置包括供水池、稳压泵及潜水泵，其中所述的潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接；稳压泵的出水口与降雨装置连接的管道上设有控制开关、压力计和流量计。
3. 根据权利要求1所述的模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：所述的降雨支架包括四根支腿及矩形钢架，矩形钢架安装在四根支腿的顶部；所述的支腿包括钢杆、钢管及紧定螺钉；所述的钢杆插装在钢管内，通过紧定螺钉在钢管内定位。
4. 根据权利要求3所述的模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：所述的钢杆上设有刻度。
5. 根据权利要求1所述的模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：所述的堆土箱角度调整与固定机构包括电动液压千斤顶、固定三角支架装置、可移动支撑模块和角度测量装置，电动液压千斤顶与框架的一端接触，所述的固定三角支架装置与框架底部铰接，所述的可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组 成，支撑在框架的另一端；所述的角度测量装置安装在箱体前侧面上。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置模拟土-水界面重金属迁移转化的方法，包括以下步骤：
1)搭建土-水界面重金属迁移转化的装置；
2)用堆土箱角度调整与固定机构调整堆土箱角度并固定，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度，手动调节降雨喷头个数与位置以保证降雨面积；在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；
3)开始初期降雨，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，待降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；
4)通过水样收集瓶收集水样，取样检测重金属浓度，记录数据；
5)清空堆土箱并清洗；更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3)和步骤4)，整理记录数据并分析结果，形成实验报告。”
驳回决定认为，独立权利要求1所要求保护的技术与对比文件1的区别技术特征为：①本申请的装置用于模拟土-水界面重金属迁移转化；堆土箱还包括长方形框架，箱体置于框架内，箱体与框架之间设有橡胶垫，箱体的一端面上设有雨水溢流口；箱体的一端面、一侧面和底面上均设有多个水样收集孔；箱体侧面上的水样收集孔通过水样收集管与水样收集瓶连接；②装置还包括安装在降雨支架下上的初期雨水回用装置，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通，堆土箱安装在初期雨水回用装置的下方，初期雨水会用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上，挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接，三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；③降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下，承载钢管安装在降雨支架上。上述区别技术特征①②是本领域技术人员在对比文件1公开的基础上做出的常规选择；上述区别技术特征③一部分被对比文件2所公开，一部分为本领域的常规设置。因此独立权利要求1相对于对比文件1-2以及本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。从属权利要求2-5的附加技术特征或者被对对比文件1和对比文件3公开，或者属于本领域的公知常识，因此均不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。独立权利要求6所要求保护的技术与对比文件1的区别技术特征为：①先搭建装置，再对堆土箱进行角度调整和固定，然后在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；开始初期降雨后，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；对收集的水样取样检测重金属浓度从而获得土-水界面重金属迁移转化情况；②调整好堆土箱角度后，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度；③确定好降雨高度后，手动调节降雨喷头的个数与位置以保证降雨面积；④将堆土箱清洗后，更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3）和步骤4），整理记录数据并分析结果，形成实验报告。上述区别技术特征①④属于本领域的常规手段；区别技术特征②③一部分被对比文件2-3所公开，一部分为本领域的常规设置；因此独立权利要求6相对于对比文件1-3以及本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
申请人湖南科技大学（下称复审请求人）不服上述驳回决定，于2019年02月27日提出的复审请求，并提交了权利要求书的全文修改替换页。复审请求人将驳回决定所针对的权利要求书的权利要求1-5合并成新的权利要求1，并对其它权利要求的序号和引用关系进行了调整，同时陈述了本申请的权利要求具备创造性的理由。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：包括供水装置、降雨装置、降雨支架、初期雨水回用装置、堆土箱及堆土箱角度调整与固定机构，所述的供水装置与降雨装置连接，供水装置能够稳压将水输送至降雨装置；降雨装置和初期雨水回用装置分别安装在降雨支架上，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通；所述的堆土箱通过堆土箱角度调整与固定机构安装在初期雨水回用装置的下方；
所述的初期雨水回用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，所述的两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上；挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接；三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；
所述的降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下；承载钢管安装在降雨支架上；
所述的堆土箱包括箱体、长方体形框架及水样收集管，箱体置于框架内，箱体与框架之间设有橡胶垫；所述的箱体的一端面上设有雨水溢流口和多个水样收集孔；箱体的一侧面和底面上分别设有多个水样收集孔；箱体侧面上的水样收集孔通过水样收集管与水样收集瓶连接；
所述的供水装置包括供水池、稳压泵及潜水泵，其中所述的潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接；稳压泵的出水口与降雨装置连接的管道上设有控制开关、压力计和流量计；
所述的降雨支架包括四根支腿及矩形钢架，矩形钢架安装在四根支腿的顶部；所述的支腿包括钢杆、钢管及紧定螺钉；所述的钢杆插装在钢管内，通过紧定螺钉在钢管内定位；
所述的钢杆上设有刻度；
所述的堆土箱角度调整与固定机构包括电动液压千斤顶、固定三角支架装置、可移动支撑模块和角度测量装置，电动液压千斤顶与框架的一端接触，所述的固定三角支架装置与框架底部铰接，所述的可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组成，支撑在框架的另一端；所述的角度测量装置安装在箱体前侧面上。
2. 根据权利要求1所述的一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置模拟土-水界面重金属迁移转化的方法，包括以下步骤：
1)搭建土-水界面重金属迁移转化的装置；
2)用堆土箱角度调整与固定机构调整堆土箱角度并固定，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度，手动调节降雨喷头个数与位置以保证降雨面积；在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；
3)开始初期降雨，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，待降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；
4)通过水样收集瓶收集水样，取样检测重金属浓度，记录数据；
5)清空堆土箱并清洗；更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3)和步骤4)，整理记录数据并分析结果，形成实验报告。”
复审请求人认为：
本申请与对比文件1-3解决的技术问题不同，所采用的技术方案与带来的技术效果也不相同。本申请所研发的实验装置及其使用方法，有利于揭示降雨作用下矿区环境地质灾害形成机理、矿区重金属的迁移转化机理、矿区水污染环境的来源构成，给研究修复大面积矿区土壤和水环境工作带来方便。本申请能够轻松的更换箱体5内的填充物，实验的便捷性更好；本申请堆土箱角度调整与固定系统6紧挨推土箱5安装，能够调整堆土箱至任意角度并固定；本申请通过供水软管1-2依次连接控制开关1-4，压力计1-5，流量计1-6，最后将水稳压输送至降雨装置，通过酸碱调节水中pH值模拟不同的降雨pH值，能够有效控制降雨强度、降雨历时、降雨pH值；本申请可收缩降雨支架3能手动调节所需降雨高度、可通过手动增减降雨喷头2-2的数量或者调整承载喷头的钢管2-1的数量或间距以达到所需的降雨面积，保障降雨可靠性和有效性，通过不同位置止水夹的启闭来研究不同的迁移过程，能够有效回用初期降雨强度不匀时的雨水。因此，本申请具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月05日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原实质审查部门在前置审查意见书中仍坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年07月24日向复审请求人发出复审通知书。通知书中指出，权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别在于：①权利要求1中的装置用于模拟土-水界面重金属迁移转化；②该装置还包括安装在降雨支架下上的初期雨水回用装置，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通，初期雨水回用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上，挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接，三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；供水装置包括供水池、稳压泵及潜水泵，其中潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接；稳压泵的出水口与降雨装置连接的管道上还设有压力计；堆土箱安装在初期雨水回用装置的下方，堆土箱还包括长方体框架，箱体与框架之间设有橡胶垫；箱体的一端面上设有雨水溢流口和多个水样收集孔；箱体置于长方形框架内，箱体的一侧面和底面上的水样收集孔为多个，采用收集瓶收集水样；③降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下，承载钢管安装在降雨支架上；降雨支架包括四根支腿及矩形钢架，矩形钢架安装在四根支腿的顶部；所述的支腿包括钢杆、钢管及紧定螺钉；所述的钢杆插装在钢管内，通过紧定螺钉在钢管内定位，钢杆上设有刻度；④堆土箱角度调整与固定机构包括电动液压千斤顶、固定三角支架装置、可移动支撑模块和角度测量装置，电动液压千斤顶与框架的一端接触，固定三角支架装置与框架底部铰接，可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组成，支撑在框架的另一端；角度测量装置安装在箱体前侧面上。上述区别技术特征①②④是本领域的常规手段；上述区别技术特征③一部分被对比文件2-3所公开，一部分为本领域的常规设置；因此独立权利要求1相对于对比文件1-3以及本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。独立权利要求2与对比文件1的区别技术特征在于：①选用权利要求1所述的模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，先搭建装置，再对堆土箱进行角度调整和固定，然后在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；开始初期降雨后，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；对收集的水样取样检测重金属浓度从而获得土-水界面重金属迁移转化情况；②调整好堆土箱角度后，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度；③确定好降雨高度后，手动调节降雨喷头的个数与位置以保证降雨面积；④将堆土箱清洗后，更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3）和步骤4），整理记录数据并分析结果，形成实验报告。上述区别技术特征①④属于本领域的常规手段；区别技术特征②③一部分被对比文件2-3所公开，一部分为本领域的常规设置；因此独立权利要求2相对于对比文件1-3以及本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年08月07日提交了意见陈述书以及权利要求书的全文修改替换页。将独立权利要求2中的技术特征补入权利要求1中形成新的权利要求1。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置，其特征是：包括供水装置、降雨装置、降雨支架、初期雨水回用装置、堆土箱及堆土箱角度调整与固定机构，所述的供水装置与降雨装置连接，供水装置能够稳压将水输送至降雨装置；降雨装置和初期雨水回用装置分别安装在降雨支架上，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通；所述的堆土箱通过堆土箱角度调整与固定机构安装在初期雨水回用装置的下方；
所述的初期雨水回用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，所述的两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上；挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接；三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；
所述的降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下；承载钢管安装在降雨支架上；
所述的堆土箱包括箱体、长方体形框架及水样收集管，箱体置于框架内，箱体与框架之间设有橡胶垫；所述的箱体的一端面上设有雨水溢流口和多个水样收集孔；箱体的一侧面和底面上分别设有多个水样收集孔；箱体侧面上的水样收集孔通过水样收集管与水样收集瓶连接；
所述的供水装置包括供水池、稳压泵及潜水泵，其中所述的潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接；稳压泵的出水口与降雨装置连接的管道上设有控制开关、压力计和流量计；
所述的降雨支架包括四根支腿及矩形钢架，矩形钢架安装在四根支腿的顶部；所述的支腿包括钢杆、钢管及紧定螺钉；所述的钢杆插装在钢管内，通过紧定螺钉在钢管内定位；
所述的钢杆上设有刻度；
所述的堆土箱角度调整与固定机构包括电动液压千斤顶、固定三角支架装置、可移动支撑模块和角度测量装置，电动液压千斤顶与框架的一端接触，所述的固定三角支架装置与框架底部铰接，所述的可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组成，支撑在框架的另一端；所述的角度测量装置安装在箱体前侧面上；
所述模拟土-水界面重金属迁移转化装置的模拟土-水界面重金属迁移转化的方法，包括以下步骤：
1)搭建土-水界面重金属迁移转化的装置；
2)用堆土箱角度调整与固定机构调整堆土箱角度并固定，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度，手动调节降雨喷头个数与位置以保证降雨面积；在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；
3)开始初期降雨，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，待降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；
4)通过水样收集瓶收集水样，取样检测重金属浓度，记录数据；
5)清空堆土箱并清洗；更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3)和步骤4)，整理记录数据并分析结果，形成实验报告。”
复审请求人认为：（1）对比文件1实际只是一个渗透实验，并不是技术方案，也不具备实用性，其具备巨大的技术缺陷，无法作为本申请的对比文件，审查意见提及的本申请与对比文件1的区别技术特征以及区别技术特征所解决的技术问题都不准确；本申请解决的技术问题是：如何开发能综合考虑不同降雨强度、不同降雨历时、不同降雨pH条件下模拟不同坡面倾角、不同土壤成分、不同废矿组分在降雨作用下土-水界面重金属横向迁移转化过程的实验装置及其使用方法，从而保障模拟降雨过程的可靠性和有效性。（2）修改后的权利要求1与对比文件1-3所解决的技术问题不同，所采用的技术方案也不同；一个装置的技术核心在于装置的结构及其连接关系以及结构、连接关系构成的整体装置，本申请与对比文件1的结构设置并不相同，对比文件1并不具备本申请的初期雨水回用装置以及堆土箱角度调整与固定机构装置，同时供水装置、降雨装置、降雨支架的装置也与本申请不同，也不能达到相应的技术效果；此外，对比文件1也没有公开相关模拟土-水界面重金属迁移转化的方法更不具备该方法的积极效果；本申请是进行重金属的迁移转化，而对比文件2-3是用于进行人工降雨模拟，两者具有实质性差异，同时本申请与对比文件2的降雨装置也是既不相同又不相似的，其并不足以给出获得本申请降雨装置的技术启示；即使将对比文件1-3结合起来也无法获得本申请的全部技术方案；本申请能够轻松的更换箱体内的填充物，能够有效控制降雨强度、降雨历时、降雨pH值，能够手动调整降雨高度和降雨面积，能够调整堆土箱至任一角度并固定，能够通过不同位置的止水夹的启闭来研究不同的迁移过程，可开展不同降雨强度、降雨历时、降雨pH条件下模拟不同坡面倾角、不同土壤成分、不同废矿组分在降雨作用下土-水界面重金属横纵向迁移转化过程和入渗雨水对不同土壤及废矿组分的淋滤特性研究；有利于揭示降雨作用下矿区环境地质灾害形成机理、矿区重金属的迁移转化机理、矿区水污染环境的来源构成，给研究修复大面积矿区土壤和水环境工作带来方便。因此，本申请具有创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年08月07日提交了权利要求书的全文修改替换页。经审查，所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此本决定所针对的文本为：复审请求人于申请日提交的说明书第1-44段、说明书摘要、说明书附图、摘要附图以及2019年08月07日提交的权利要求书第1项。
（二）关于本申请的创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征中的一部分特征被另外的对比文件公开，一部分特征属于本领域的公知常识，并且上述区别技术特征也没有使该项权利要求请求保护的技术方案取得预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
具体到本案：
独立权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定。
独立权利要求1请求保护一种模拟土-水界面重金属迁移转化的装置。对比文件1公开了一种室内降雨入渗试验模拟系统，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0022]-[0043]段，附图1-7）：包括支架1、室内降雨模拟系统、土坡渗流模拟系统和量测系统。室内降雨模拟系统包括固定在支架1上的喷淋器36和柔性导水管35；柔性导水管35的进水端经接头32和球阀31与室内进水管2连接，从而将室内供水引入喷淋器36，柔性导水管35上设有带控制阀的流量计33，能够较为精确地控制柔性导水管35内的流量。土坡渗流模拟系统包括底座46、托架42和试验槽41；底座46上设有铰支架43和销支架47，销支架47与底座46滑动连接，在销支架47上设有多个从下至上依次排列的销孔，托架42上设有试验槽限位机构，试验槽41为箱体结构，其固定在托架42上，试验槽41内设有土样槽411、底渗流收集槽414、侧渗流收集槽412和径流收集槽413；底渗流量杯56通过软管Ⅱ54与底渗流收集槽414连接，侧渗流量杯55通过软管Ⅲ58与侧渗流收集槽412连接，径流量杯59通过软管Ⅳ57与径流收集槽413连接。采用该模拟系统进行室内降雨入渗试验时步骤如下：
1）土样称重：根据不同密实度要求，称取相应质量的土样；
2）试验槽安装调整：安装试验槽，初始水平放置，在竖向上试验槽与喷淋器完全处于对中状态；
3）土样装填：将称好的土样分层装入土样槽，将土夯实；填土完毕后，按试验要求完成试验槽角度调整；
4）喷淋系统的连接：用硅胶管连接喷淋器与流量计、流量计与供水系统末端宝塔接头，连接过程确保流量计控制阀与丝扣球阀处于关闭状态；
5）稳定降雨控制：喷淋器下放置接雨器皿，打开丝扣球阀，同时，缓慢打开流量计流量控制阀，将流量调整到要求的控制值；自由降雨5min，然后进行下一步试验工作；
6）降雨入渗观测开始：移除接雨器皿，调节雨水收集盒到规定的位置，降雨入渗试验正式进行；
7）试验结果记录：根据具体试验研究目的对不同的相关试验结果进行记录（由于装置中设置有底渗流量杯、侧渗流量杯，因此，必然要用上述渗流容器收集水样，测量并记录数据）；
8）清洗试验装置，进行后续试验。
将本申请的权利要求1与对比文件1所公开的内容相比较可知，对比文件1中所公开的支架1、室内降雨模拟系统，室内降雨模拟系统包括固定在支架1上的喷淋器36和柔性导水管35相当于公开了权利要求1中的降雨支架、降雨装置和降雨喷头，降雨装置安装在降雨支架上；对比文件1公开了采用柔性导水管35与室内进水管连接，柔性导水管35的进水端经接头32和球阀31与室内进水管2连接，从而将室内供水引入喷淋器36，柔性导水管35上设有带控制阀的流量计33，能够较为精确地控制柔性导水管内的流量，本领域技术人员可以直接毫无疑义地确定必定设有与柔性导水管连接的供水装置，则对比文件1实际上公开了权利要求1中供水装置与降雨装置连接，供水装置能够稳压将水输送至降雨装置，供水装置与降雨装置连接的管道上设有控制开关和流量计。
对比文件1所公开的试验槽41为长方体框架结构，其内设置有装设土样的土样槽411，因而相当于权利要求1中的箱体；对比文件1所公开的土坡渗流模拟系统包括试验槽41，并且可以通过底座上的托架42和销支架47固定及整试验槽41的位置，其相当于堆土箱角度调整与固定系统；对比文件1所公开的试验槽41内设有土样槽411；底渗流量杯56通过软管Ⅱ54与底渗流收集槽414连接，侧渗流量杯55通过软管Ⅲ58与侧渗流收集槽412连接，径流量杯59通过软管Ⅳ57与径流收集槽413连接分别相当于权利要求1箱体的底面和侧面上设有水样收集孔，箱体侧面的水样收集孔通过水样收集管与水样收集装置连接。
对比文件1所公开的稳定降雨控制步骤相当于权利要求1步骤3中“开始初期降雨，待降雨均匀后，开始模拟降雨试验”，对比文件1所公开的试验结果记录步骤相当于公开了权利要求1步骤4中“收集水样，记录数据”；对比文件1所公开的清洗试验装置，进行后续试验步骤相当于公开了权利要求1中步骤5中“清空堆土箱并清洗”。
因此，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）权利要求1中的装置用于模拟土-水界面重金属迁移转化；（2）装置结构细节略有不同：该装置还包括安装在降雨支架下上的初期雨水回用装置，初期雨水回用装置位于降雨装置的下方，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通，初期雨水回用装置包括两支撑梁、挡雨布及三角锥形漏斗，两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上，挡雨布的一端与三角锥形漏斗连接，三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通；供水装置包括供水池、稳压泵及潜水泵，其中潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接；稳压泵的出水口与降雨装置连接的管道上还设有压力计；堆土箱安装在初期雨水回用装置的下方，堆土箱还包括长方体框架，箱体与框架之间设有橡胶垫；箱体的一端面上设有雨水溢流口和多个水样收集孔；箱体置于长方形框架内，箱体的一侧面和底面上的水样收集孔为多个，采用收集瓶收集水样；降雨装置包括承载钢管和多个降雨喷头，降雨喷头安装在承载钢管上，喷嘴朝下，承载钢管安装在降雨支架上；降雨支架包括四根支腿及矩形钢架，矩形钢架安装在四根支腿的顶部；所述的支腿包括钢杆、钢管及紧定螺钉；所述的钢杆插装在钢管内，通过紧定螺钉在钢管内定位，钢杆上设有刻度；堆土箱角度调整与固定机构包括电动液压千斤顶、固定三角支架装置、可移动支撑模块和角度测量装置，电动液压千斤顶与框架的一端接触，固定三角支架装置与框架底部铰接，可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组成，支撑在框架的另一端；角度测量装置安装在箱体前侧面上；（3）具体的实验步骤：1）先搭建装置，再对堆土箱进行角度调整和固定，然后在堆土箱内填充土壤或固体废弃物；开始初期降雨后，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验；对收集的水样取样检测重金属浓度从而获得土-水界面重金属迁移转化情况；2）调整好堆土箱角度后，对可伸缩的钢质立管手动确定降雨高度；3）确定好降雨高度后，手动调节降雨喷头的个数与位置以保证降雨面积；4）将堆土箱清洗后，更换箱体中填充物，或手动调整降雨高度与喷头个数，或调整堆土箱角度后，重复步骤3）和步骤4），整理记录数据并分析结果，形成实验报告。基于上述区别特征，权利要求1实际解决的技术问题为：实现堆土箱角度连续调节以及降雨面积、降雨高度的调节，更好实现对土-水界面重金属迁移转化的模拟。
对于上述区别技术特征（1），本领域公知的是，土壤重金属污染具有移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，积累在土壤中的重金属通过植物吸收后进入食物链，或者通过径流或淋雨进入水体，或通过扬尘进入大气而影响人类健康，而重金属主要积累在土壤表层，因此很容易受到降雨的影响而发生土-水界面的迁移转化，造成地表水的非点源重金属污染和土壤重金属污染面积的扩大，本领域中常常采用如下两种方式来研究土壤在雨水作用下的淋滤释放特征：野外观测重金属在土壤中的下移以及进行土壤重金属田间或室内模拟试验（参见《土壤环境容量及其应用》，第102页第2段-第117页第2段，夏增禄主编，气象出版社，1988年11月31日）；而在进行模拟实验时，通常利用人工降雨模拟降雨条件下的径流，研究土壤污染物含量与径流中污染物含量之间的关系，其中人工模拟降雨器由供水箱、稳压箱、喷雨器和集流槽等主要部件组成，降雨强度由喷雨器上不同孔径的喷嘴与阀门调节（参见《土壤环境容量及其应用》，第120页第2段-第129页最后一段，夏增禄主编，气象出版社，1988年11月31日）。而对比文件1公开的室内降雨入渗试验装置，其同样是模拟降雨对土壤的渗透过程，且该装置中通过底渗流量杯56和侧渗流量杯55来收集不同方向渗流的液体，通过径流量杯59来收集径流，本领域技术人员容易想到将对比文件1中的装置用于测试土壤在雨水渗流作用下土-水界面的重金属迁移，在测试重金属迁移时，通过测量收集的液体中的重金属即可获得所需要的研究数据；
对于上述区别技术特征（2），对比文件1中公开了：稳定降雨控制，喷淋器下放置接雨器皿，打开丝扣球阀，同时，缓慢打开流量计流量控制阀，将流量调整到要求的控制值；自由降雨5min，然后进行下一步试验工作；进行上述操作的原因在于：初始状态，试验装置内压强较小，同时导管内存在大量空气，保持5min自由降雨后再继续接下来的降雨入渗测量工作，一方面，可以保证管路中气体完全被排出，另一方面，能够保证降雨强度的稳定（参见说明书第[0038]段）。由此可见，对比文件1已经给出了利用接雨器皿将初期雨水接收，直到降雨稳定后再开始测试的技术教导，在此教导下，为了避免水资源浪费，将初期雨水回收后导入供水装置重新利用是本领域技术人员容易想到的，此时，收集初期雨水的装置即为初期雨水回用装置。由于要对降雨装置释放的雨水进行收集，初期雨水回用装置通常需要位于降雨装置的下方，将其安装到降雨支架上并位于堆土箱的上方是本领域技术人员进行的常规设置。要将收集的初期雨水导入供水装置，必然要设置管路结构与供水装置相连，因此，初期雨水回用装置通过回水管与供水装置的供水池连通是本领域技术人员容易想到的。而具体的初期雨水回用装置的结构，如包括两支撑梁、挡雨布，两支撑梁平行安装在降雨支架上，挡雨布通过多个滑环安装在两支撑梁上，仅是本领域技的常规实验设计，并未产生意料不到的技术效果。此外，为了便于将挡雨布上的水倒入回水管中，本领域技术人员容易想到在挡雨布的一端设置三角锥形漏斗，三角锥形漏斗通过回水管与供水池连通。
利用水泵从水池中泵送水是一种常见的供水方式，在对比文件1的基础上，设置供水池、稳压泵和潜水泵进行供水，潜水泵置于供水池中，通过管道与稳压泵的进水口连接，稳压泵的出水口通过管道与降雨装置连接是本领域技术人员所进行的常规替换。在对比文件1公开了带控制阀的流量计33的基础上，将控制开关和流量计设置于稳压泵和降雨装置之间的管路上是本领域技术人员容易想到的。且设置压力计也是本领域技术人员可以根据实际需要进行合理设置的。
此外，本领域公知的是，矿区内重金属的释放和迁移模式为：受雨水淋滤时，产生富含重金属的矿山排水，通过下渗淋滤发生纵向和横向迁移，进入周边水体和土壤（参见《有色金属矿山重金属污染控制与生态修复》，第23页最后一段，赵永红等编著，冶金工业出版社，2014年01月31日）。而在对比文件1公开了设置侧渗流收集槽和底渗流收集槽分别收集侧向和底部的渗流水样的基础上，为了更加精细地研究土壤中重金属离子的迁移情况，本领域技术人员容易想到采集土壤不同深度的渗流液体，为实现这一目的而将箱体外部的结构设置为框架结构，并在箱体的一端面设置多个水样收集孔、一侧面和底面上分别设置多个水样收集孔，将箱体侧面的水样收集孔直接与水样收集装置连接是本领域技术人员所进行的常规设置。而选用框架来支撑箱体是本领域的常规手段，由于框架通常为刚性结构，可能对内部的箱体产生不均匀的作用力，影响土壤的渗流过程，为避免这一问题，在箱体和框架之间设置橡胶垫作为缓冲层是本领域技术人员容易想到的。至于箱体端面的溢流口的设置，则是本领域技术人员考虑到降雨量较大时在倾斜放置的箱体下端面会有积水，为了排出积水所进行的常规设置。而采用收集瓶代替收集杯来收集渗流液也只是本领域的常规替换。
同时，对比文件2公开了一种人工降雨装配式模拟试验系统，其用于降雨对尾矿库坝体、土石坝及边坡等影响的试验，研究尾矿库坝体、土石坝及边坡收到降雨影响的变形、稳定或渗流特性相关模型试验，其中降雨系统1包括设置在降雨系统支撑架9外部的水泵和均布在降雨系统支撑架9顶部的带有阀门的多个喷头，喷头的喷嘴朝下；通过控制阀门的开启和关闭以及通过调节阀门的控制水流速来根据需要调整降雨的大小和区域（参见说明书第[0014]-[0025]段，图1）。可见，对比文件2给出了通过开启不同位置的喷头来调整降雨区域的技术启示，在该启示下，本领域技术人员有动机在对比文件1中设置多个喷嘴从而便于调整降雨的面积。此外，对比文件3公开了一种便携式降雨模拟装置，其用于研究山体滑坡，该装置包括支撑架1、降雨模拟喷管2、模拟降雨供水装置3，支撑架1由支腿11和框架12构成。由附图1可知，支腿11有四根，框架12为矩形并且其安装在支腿11的顶部；框架12在其支腿11上的高度上下可调，支腿11由支撑板11a和套管11b构成，套管11b固定在支撑板11a上；套管11b上沿其长度方向间隔适当距离设置有若干个定位孔11d，框架12下方设置有与套管11b内孔相匹配的插芯12a，该插芯12a上设有至少一个与套管11b上的定位孔11d相匹配的锁定孔12b，框架插芯12a与支腿套管11b之间通过插销相固定（参见说明书第3页第6-19行，图1）。上述技术特征在对比文件3中所起的作用同样是为了对降雨装置的高度进行调节，因此，对比文件3给出了将上述技术特征用于对比文件1以解决其技术问题的技术启示。而将框架、插芯、套管均设置为钢质结构、以及将插销替换为紧定螺钉均是本领域技术人员为保证支架整体的刚度所采用的常规技术手段，而在钢管上设置刻度以便于根据需要调整支架高度也属于本领域的常规手段。
而选用千斤顶抬高试验槽后部以连续调节实验槽的倾斜角度是本领域的常用技术手段，属于公知常识（参见《滑坡文集 第3集》，第130页，滑坡文集编委会主编，中国铁道出版社，公开日：1982年02月28日）。具体选用电动液压千斤顶是本领域的常规技术选择。此外，具体的千斤顶调节机构的构造，如包括固定三角支架装置、可移动支撑模块，电动液压千斤顶与框架的一端接触，固定三角支架装置与框架底部铰接，可移动支撑模块由多块混凝土块叠加组成，支撑在框架的另一端，也是本领域中千斤顶的常规实验设计，其效果也可以预期。而在箱体的前侧面安装角度测量装置以便于精确控制堆土箱的调节高度也是本领域的常规手段。
对于区别技术特征（3），在对比文件1公开了先将土样装入土样槽，再对试验槽进行角度调整，然后连接好喷淋系统的基础上，选择先搭建装置，再对堆土箱进行角度调整和固定，然后在堆土箱内填充土壤或固体废弃物是本领域技术人员对操作步骤所进行的常规调整；对比文件1已经给出了利用接雨器皿将初期雨水接收，直到降雨稳定后再开始测试的技术教导，在此教导下，为了避免水资源浪费，将初期雨水回收后导入供水装置重新利用是本领域技术人员容易想到的，选用挡雨布来收集初期雨水只是本领域的常规实验选择，具体在开始初期降雨后，展开挡雨布使得初期的雨水通过雨水回用装置汇入供水池中，降雨均匀后，调节滑环将挡雨布滑至一边，开始模拟降雨试验，也属于本领域技术的常规操作；对比文件3已经公开了用于设置高度可调的支架以调节降雨模拟装置的高度，在对比文件3公开的基础上，本领域技术人员容易想到将对比文件1的支架也设置成高度可调的形式以便于对降雨高度进行控制，而选用可伸缩的钢质立管来作为支架也是本领域技术人员在对比文件3公开的基础上做出的常规选择，至于在调整好堆土箱角度后再调整降雨高度，则是本领域技术人员在操作顺序上所进行的常规选择；对比文件2给出了通过开启数量和位置不同的喷头来调整降雨的区域的技术教导，而具体通过手动的方式来调节喷头的个数和位置来调整降雨的面积只是本领域的常规实验选择；而具体通过更换箱体中的填充物、调整降雨高度与喷头个数、或调整堆土箱角度以模拟不同试样、不同降雨高度、降雨面积以及不同坡度条件下的重金属迁移转化只是本领域的常规手段，在进行上述调整后，再重复初期降雨以及水样收集、检测、数据记录步骤，整理记录数据并分析结果，形成实验报告，是本领域技术人员根据实际的测试需求所进行的常规操作。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2-3及本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：
（1）对比文件1涉及一种室内降雨入渗试验模拟系统，其公开日在本申请的申请日之前，并且记载了支架、室内降雨模拟系统和土坡渗流模拟系统和量测系统等与本申请密切相关的技术特征，解决了现有技术中降雨入渗试验模拟装置不能被广泛应用，在小雨情况下模拟不足的技术问题，所要实现的技术效果是实现不同坡度、不同降雨强度下不同土质内降雨入渗过程中水分运移形式及各物理量的变化规律的研究。其符合专利审查指南第二部分第一章第2节对技术方案以及专利法第二十二条第五款对现有技术的规定，适合用作本申请的对比文件。由于对比文件1与本申请的技术领域相同，均涉及扩散效应的测量，并且是公开了本申请的技术特征最多的现有技术，因此，合议组将其确定为作本申请的最接近的现有技术，并通过特征一一比对确定了本申请相对对比文件1的区别为：（1）权利要求1中的装置用于模拟土-水界面重金属迁移转化；（2）装置结构细节略有不同；（3）具体的实验步骤。而对比文件1明确公开了其模拟系统中土坡渗流模拟系统中的土样槽角度可调节、室内降雨模拟系统中通过带控制阀的流量计来控制降雨强度，从而能够实现不同坡度、不同降雨强度下不同土质内降雨入渗过程中水分运移形式及各物理量的变化规律的研究（参见说明书[0003]、[0026]-[0029]段），也即，其已经解决了不同坡度、不同降雨强度下不同土质内的降雨入渗过程中水分运移形式的模拟的技术问题；此外，本申请权利要求书1并未记载任何关于调整“降雨pH值”、“降雨历时”的技术特征，其不涉及“不同pH条件下的模拟”“不同降雨历时的模拟”这一技术问题；根据以上分析可知，合议组依据上述区别技术特征，确定本申请实际解决的技术问题为“实现堆土箱角度连续调节以及降雨面积、降雨高度的调节，更好实现对土-水界面重金属迁移转化的模拟”是准确的。
虽然对比文件1是用于室内降雨入渗试验模拟，但本领域公知的是，矿区内重金属的释放和迁移模式为：受雨水淋滤时，产生富含重金属的矿山排水，通过下渗淋滤发生纵向和横向迁移，进入周边水体和土壤（参见《有色金属矿山重金属污染控制与生态修复》，第23页最后一段，赵永红等编著，冶金工业出版社，2014年1月31日），本领域通常利用人工降雨模拟器来研究土壤污染物含量与径流中污染物含量之间的关系（参见《土壤环境容量及其应用》，第120页第2段-第129页最后一段，夏增禄主编，气象出版社，1988年11月31日），因此，在对比文件1公开了通过室内模拟降雨系统模拟雨水对土壤的渗透过程，并设置侧渗流收集槽和底渗流收集槽分别收集侧向和底部的渗流水样的基础上，将其用于测试土壤特别是矿区土壤及固体废弃物在在雨水渗流作用下土-水界面的重金属迁移的模拟，通过测量收集的液体中的重金属即可获得在测试重金属迁移时所需要的研究数据对本领域技术人员来说是显而易见的。
（2）对比文件1-3与本申请所要解决技术问题、所采用的技术方案以及所带来的技术效果的不同仅说明本申请相对于对比文件1-3具有新颖性，而不能说明本申请具有创造性；与新颖性“单独对比”的审查原则不同，审查创造性时，将一份或者多份现有技术中的不同技术内容组合在一起对要求保护的发明进行评价。在判断过程中，要确定的是现有技术中整体上是否存在某种技术启示，即将区别技术特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。具体到本案，根据前述分析可知，将对比文件1所公开的室内降雨入渗试验模拟装置用于测试土壤在雨水渗流作用下土-水界面的重金属迁移对本领域技术人员来说是显而易见的，而对比文件2-3均涉及人工降雨模拟装置，本领域技术人员有动机将对比文件2-3所披露的相关技术手段应用于对比文件1中以解决其技术问题。
首先，对比文件1已经给出了利用接雨器皿将初期雨水接收，直到降雨稳定后再开始测试的技术教导，在此教导下，为了避免水资源浪费，将初期雨水回收后导入供水装置重新利用是本领域技术人员容易想到的。而具体的初期雨水回用装置、供水装置的结构属于本领域的常规手段（详见决定的理由部分，在此不再赘述）。此外，对比文件1所公开的装置通过土样槽来盛装土样，同样能够轻松的更换箱体内的填充物，能够调整试验槽至一定角度并固定，并明确公开了其可以用于研究不同坡度、不同降雨强度下不同土质内降雨入渗过程中水分运移形式及各物理量的变化规律的研究（参见说明书[0003]段），本领域技术人员可以确定其同样适用于开展不同降雨强度、降雨历时条件下模拟不同坡面倾角、不同土壤成分、不同废矿组分在降雨作用下土-水界面重金属横纵向迁移转化过程和入渗雨水对不同土壤及废矿组分的淋滤特性研究。在对比文件1公开了设置侧渗流收集槽和底渗流收集槽分别收集侧向和底部的渗流水样的基础上，通过采集土壤横向和纵向的渗流液从而更加精细地研究土壤中重金属离子的迁移情况对本领域技术人员来说是显而易见的。具体通过不同位置止水夹的启闭来研究不同的迁移过程也属于本领域的常规手段；具体选用千斤顶抬高试验槽后部以连续调节实验槽的倾斜角度是本领域的公知手段。对比文件2所公开的降雨装置均包括设置在承载管上的多个喷头，喷头的喷嘴朝下，并能够根据需要调整降雨的历时和区域，其与本申请的降雨装置是相似的，具体通过手动调整喷头数量以及承载喷头的钢管的数量和间距以达到所需的降雨面积只是本领域技术人员在对比文件2公开基础上做出的常规选择；对比文件3公开了设置可调节降雨支架实现对降雨高度的调节（参见说明书第3页第6-19行，图1）。而本领域技术人员应该知晓的是，降雨高度不同，雨水对土壤的冲击力不同，而冲击力的大小会影响水-土界面的重金属迁移，因而有动机将对比文件3所公开的降雨高度调节装置应用于对比文件1中以研究降雨高度对重金属迁移的影响。另外，本申请权利要求书中并未记载任何关于调整“降雨pH值”的技术特征，因而在评价本申请的创造性该特征不予考虑。即使申请人根据说明书[0027]、[0040]段的记载，将“通过酸碱调节水中pH值以模拟不同的降雨pH值”补入权利要求1中，而本领域所公知的是pH值是制约土壤中重金属迁移和转化的一个重要因素，因此，不同的降雨pH值下重金属在土-水界面的迁移会存在区别，通过酸碱调节水中pH值以模拟不同的降雨pH值以研究这种区别也是本领域技术人员容易想到的，因此该补入仍无法克服本申请的创造性缺陷。
本申请并不涉及“降雨作用下矿区环境地质灾害形成机理”的研究；通过以上分析可知，获得本申请的装置对本领域技术人员来说是显而易见的，具体将其应用于矿区重金属的迁移转化机理、矿区水污染环境的来源构成的研究，从而给研究修复大面积矿区土壤和水环境工作带来方便也是本领域的常规手段。
综上所述，虽然本申请权利要求限定了较多的细节特征，但均是本领域技术人员基于降雨面积调节、降雨强度调节、降雨高度调节和堆土箱角度调节等功能而对各部分进行的模块化设计，但对比文件1-3分别公开了能够实现上述功能的相应结构，在对比文件1的基础上结合对比文件2-3及本领域常规手段容易获得本申请的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，复审请求人有关本申请具备创造性的陈述理由不成立。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下复审决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月11日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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