一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，包括有沉砂管、U型導(dǎo)管、水量計(jì)量表、分流采樣室和徑流收集箱，所述沉砂管上設(shè)置有出水口，所述出水口設(shè)置有水位定位管，所述水位定位管與U型導(dǎo)管的一側(cè)連通，所述U型導(dǎo)管的一側(cè)上設(shè)置水量計(jì)量表，所述U型導(dǎo)管的另一側(cè)與分流采樣室連通，所述徑流收集箱上設(shè)置有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口與分流采樣室的底部連通。本發(fā)明利用U型導(dǎo)管將沉砂管內(nèi)徑流引入分流采樣室分流，極大地減少采樣水量的情況下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分流，準(zhǔn)確記錄流量以及保持采樣的準(zhǔn)確性，不僅占地面積小、建設(shè)簡(jiǎn)易、工程量小，并且易于清洗維護(hù)，使用周期長(zhǎng)。本發(fā)明作為一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域，尤其是一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)肥料面源污染正成為世界發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家共同關(guān)心的一個(gè)重大問(wèn)題，也逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。滇池、五大湖泊、三峽庫(kù)區(qū)等流域地區(qū)80年代以來(lái)施肥數(shù)量大幅度的增長(zhǎng)，2000?2001年平均達(dá)到368 kg和154 kg，為全國(guó)同期平均水平(183 kg和54 kg)的2?4倍。對(duì)31個(gè)省20余種作物的調(diào)查顯示，菜果花農(nóng)田上單季作物氮化肥純養(yǎng)分用量平均為569?2 000 kg ?ha—1，為普通大田作物的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，而作物氮素吸收總量一般不超過(guò)400 kg 氮肥利用率僅10%左右，成為流域水體富營(yíng)養(yǎng)化最大的潛在影響因素之一。根據(jù)中國(guó)國(guó)家環(huán)保局在太湖、巢湖、滇池、三峽庫(kù)區(qū)等流域的調(diào)查，工業(yè)廢水對(duì)總氮、總磷的貢獻(xiàn)率僅占10%?16%，而生活污水和農(nóng)田的氮、磷流失是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。研宄地表徑流中氮磷等各類污染物的流失規(guī)律，對(duì)協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水環(huán)境保護(hù)問(wèn)題具有重要意義。
[0003]目前中國(guó)各流域和區(qū)域進(jìn)行的農(nóng)業(yè)面源污染控制的科技基礎(chǔ)性工作嚴(yán)重不足，其中一個(gè)重要原因農(nóng)田面源污染前期工程建設(shè)等投入較大，科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)不足。
[0004]國(guó)內(nèi)外在研宄地表徑流污染物流失規(guī)律主要通過(guò)微觀試驗(yàn)進(jìn)行，通過(guò)長(zhǎng)期主要通過(guò)多年的連續(xù)原位監(jiān)測(cè)，測(cè)量監(jiān)測(cè)田間不同處理的地表徑流的體積，檢測(cè)不同氮、磷形態(tài)的濃度，研宄區(qū)域內(nèi)選擇一塊面積不大，能代表研宄區(qū)域各類特征的封閉性或半封閉性試驗(yàn)區(qū)，通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)試驗(yàn)區(qū)地表徑流的水量及各種污染物的濃度。這種方法可以減輕工作量，費(fèi)用也較低，監(jiān)測(cè)的結(jié)果能夠較準(zhǔn)確反映研宄區(qū)域的地表徑流污染物的客觀流失規(guī)律，比較適合于我國(guó)科研經(jīng)費(fèi)少的實(shí)際，因此得到廣泛應(yīng)用。
[0005]目前，微觀試驗(yàn)法的徑流量測(cè)定及徑流液采集裝置一般由徑流池及其它輔助設(shè)備組成，該方法是將試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)生的全部徑流液收集至徑流池，通過(guò)測(cè)量徑流池水深計(jì)算徑流量，然后采集部分徑流液用于測(cè)定地表徑流中污染物的含量，這種徑流池裝置能夠準(zhǔn)確測(cè)量試驗(yàn)區(qū)的徑流量，收集的徑流液混勻后取部分可用于測(cè)定污染物的濃度，得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果也能夠代表整個(gè)試驗(yàn)區(qū)的污染物濃度。徑流收集池是農(nóng)田研宄中必不可少的一個(gè)裝置，需要在農(nóng)田中進(jìn)行較大的工程建設(shè)。但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在三點(diǎn)不足:(1)徑流池的容積需要根據(jù)試驗(yàn)區(qū)能產(chǎn)生的最大徑流量確定，因此徑流池容積要求設(shè)計(jì)足夠大，這使得建設(shè)工程占地面積較多；(2)徑流池面積大，徑流池抽水清洗等操作過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)工，操作不便；
(3)特別是降雨量大、地下水位淺的南方地區(qū)，徑流池長(zhǎng)期運(yùn)行后，易發(fā)生滲漏，使徑流池中水失去代表性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是:提供一種體積小、低成本的既能準(zhǔn)確計(jì)量徑流流量、又能連續(xù)穩(wěn)定分流采集徑流液的地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，包括有沉砂管、U型導(dǎo)管、水量計(jì)量表、分流采樣室和徑流收集箱，所述沉砂管上設(shè)置有出水口，所述出水口設(shè)置有水位定位管，所述水位定位管與U型導(dǎo)管的一側(cè)連通，所述U型導(dǎo)管的一側(cè)上設(shè)置水量計(jì)量表，所述U型導(dǎo)管的另一側(cè)與分流采樣室連通，所述徑流收集箱上設(shè)置有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口與分流采樣室的底部連通。
[0008]進(jìn)一步，所述U型導(dǎo)管的一側(cè)與水位定位管通過(guò)三通管連通，所述水量計(jì)量表設(shè)置于三通管的下方。
[0009]進(jìn)一步，所述水量計(jì)量表豎直方向的三通管的兩個(gè)豎直管的兩個(gè)端口裝有堵頭。
[0010]進(jìn)一步，所述水位定位管的一端呈開(kāi)口向下的L型設(shè)置于沉砂管內(nèi)，所述開(kāi)口覆有一層過(guò)濾網(wǎng)。
[0011]進(jìn)一步，所述沉砂管底部的側(cè)壁設(shè)置有泥沙收集清理口以及配合該清理口的蓋子。
[0012]進(jìn)一步，所述U型導(dǎo)管的另一側(cè)通過(guò)一水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管與分流采樣室連通，所述水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管低于水位定位管的高度。
[0013]進(jìn)一步，所述水量計(jì)量表低于水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管的高度。
[0014]進(jìn)一步，所述分流采樣室的底部設(shè)置有均勻分布的6-30個(gè)分流孔，所述分流孔中的一個(gè)通過(guò)軟管與徑流收集箱上的進(jìn)水口連通，所述分流孔的位置高于徑流收集箱上的進(jìn)水口。
[0015]進(jìn)一步，所述分流孔上設(shè)置有L型硬質(zhì)導(dǎo)流管，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的入水端平行設(shè)置于分流采樣室底部，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的入水口朝向分流采樣室內(nèi)壁，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的出水端垂直設(shè)置于分流采樣室底部。
[0016]進(jìn)一步，所述徑流收集箱上設(shè)置有箱蓋，所述箱蓋上設(shè)置有氣壓平衡管，所述箱底有裝有排水閥排水管。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用U型導(dǎo)管將沉砂管內(nèi)徑流引入分流采樣室進(jìn)行分流，極大地減少采樣水量的情況下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分流，準(zhǔn)確記錄流量以及保持了采樣的準(zhǔn)確性，不僅占地面積小、建設(shè)簡(jiǎn)易、工程量小，并且易于清洗維護(hù)，使用周期長(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
參照?qǐng)D1，一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，包括有沉砂管l、u型導(dǎo)管2、水量計(jì)量表3、分流采樣室4和徑流收集箱5，所述沉砂管1上設(shè)置有出水口，所述出水口設(shè)置有水位定位管6，所述水位定位管6與U型導(dǎo)管2的一側(cè)連通，所述U型導(dǎo)管2的一側(cè)上設(shè)置水量計(jì)量表3，所述U型導(dǎo)管2的另一側(cè)與分流采樣室4連通，所述徑流收集箱5上設(shè)置有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口與分流采樣室的底部連通。
[0020]所述沉砂管1為圓柱形不透水容器，直徑為15-30cm，高度為50_200cm，沉砂管1內(nèi)與出水口相對(duì)應(yīng)的對(duì)面內(nèi)壁的上方2-8cm設(shè)置有徑流入水口，直徑為20-100mm，并設(shè)置有與地表排水管對(duì)接的長(zhǎng)度為10-20cm的徑流入水管；U型導(dǎo)管2的直徑為2-6cm，水量計(jì)量表3的規(guī)格與U型導(dǎo)管2的管徑大小相匹配；分流采樣室4為直徑15-30cm、高度為25-50cm的圓柱形容器。
[0021]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述U型導(dǎo)管2的一側(cè)與水位定位管6通過(guò)三通管連通，所述水量計(jì)量表3設(shè)置于三通管的下方，因此流入分流采樣室的徑流都將先通過(guò)水量計(jì)量表計(jì)數(shù)。
[0022]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述水量計(jì)量表3豎直方向的三通管的兩個(gè)豎直管的兩個(gè)端口裝有堵頭14。
[0023]可將所述兩個(gè)端口裝有堵頭14拆卸下，并通過(guò)一個(gè)端口注入清水對(duì)水量計(jì)量表3進(jìn)行清洗，保證水量計(jì)量表3計(jì)量準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)。
[0024]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述水位定位管6的一端呈開(kāi)口向下的L型設(shè)置于沉砂管1內(nèi)，所述開(kāi)口覆有一層過(guò)濾網(wǎng)。
[0025]開(kāi)口向下的設(shè)置方式以及過(guò)濾網(wǎng)都能有效地防止水面漂浮物進(jìn)入U(xiǎn)型導(dǎo)管2，從而保護(hù)水量計(jì)量表3以及防止導(dǎo)管堵塞。
[0026]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述沉砂管1底部的側(cè)壁設(shè)置有泥沙收集清理口 7以及配合該清理口的蓋子8。
[0027]泥沙收集清理口 7的直徑為9-12cm。
[0028]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述U型導(dǎo)管2的另一側(cè)通過(guò)一水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管與分流采樣室4連通，所述水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管低于水位定位管6的高度，保證水量計(jì)量表3在充滿水、有流速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0029]所述水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管的出水口設(shè)置在分流采樣室4上方水平方向的中心位置。
[0030]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述水量計(jì)量表3低于水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管的高度。
[0031]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述分流采樣室4的底部設(shè)置有均勻分布的6-30個(gè)分流孔9，所述分流孔9中的一個(gè)通過(guò)軟管與徑流收集箱5上的進(jìn)水口連通，所述分流孔9的位置高于徑流收集箱5上的進(jìn)水口。
[0032]所述軟管為硅膠軟管；由于分流孔9均勻分布，因此理論上從分流孔9流出的徑流水成分均相同，從而保證了采樣的準(zhǔn)確性。
[0033]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述分流孔9上設(shè)置有L型硬質(zhì)導(dǎo)流管10，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管10的入水端平行設(shè)置于分流采樣室4底部，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管10的入水口朝向分流采樣室4內(nèi)壁，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管10的出水端垂直設(shè)置于分流采樣室4底部。
[0034]所述硬質(zhì)導(dǎo)流管10的管徑為5_30mm。
[0035]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述徑流收集箱5上設(shè)置有箱蓋11，所述箱蓋上設(shè)置有氣壓平衡管12和排水閥排水管13。
[0036]試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)生地表徑流時(shí)，經(jīng)過(guò)田間濾網(wǎng)，較大顆粒物和雜物，特別是雜草等，通過(guò)與沉砂管1連接的入水口進(jìn)入沉砂管，泥沙被沉積在沉砂管1底部，徑流水通過(guò)水位定位管6過(guò)濾漂浮物，徑流水進(jìn)入U(xiǎn)型導(dǎo)管2，U型導(dǎo)管2充滿水后，水量計(jì)量表3開(kāi)始計(jì)量讀數(shù)，水流進(jìn)分流采樣室4，導(dǎo)流管流出徑流水通過(guò)軟管流進(jìn)徑流收集箱中。田間徑流結(jié)束后，讀取水量計(jì)量表3讀數(shù)，將箱中徑流液混勻，用樣品瓶采集帶回實(shí)驗(yàn)室分析。根據(jù)泥沙量，可選打開(kāi)沉砂管1下方的蓋子8，清除泥沙并稱重保存。每采完一次水樣，選擇打開(kāi)水量計(jì)量表3兩側(cè)導(dǎo)管的堵頭，用少量清水沖洗水量計(jì)量表3，保證其計(jì)量準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)。
[0037]以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:包括有沉砂管、U型導(dǎo)管、水量計(jì)量表、分流采樣室和徑流收集箱，所述沉砂管上設(shè)置有出水口，所述出水口設(shè)置有水位定位管，所述水位定位管與U型導(dǎo)管的一側(cè)連通，所述U型導(dǎo)管的一側(cè)上設(shè)置水量計(jì)量表，所述U型導(dǎo)管的另一側(cè)與分流采樣室連通，所述徑流收集箱上設(shè)置有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口與分流采樣室的底部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述U型導(dǎo)管的一側(cè)與水位定位管通過(guò)三通管連通，所述水量計(jì)量表設(shè)置于三通管的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述水量計(jì)量表豎直方向的三通管的兩個(gè)豎直管的兩個(gè)端口裝有堵頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述水位定位管的一端呈開(kāi)口向下的L型設(shè)置于沉砂管內(nèi)，所述開(kāi)口覆有一層過(guò)濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述沉砂管底部的側(cè)壁設(shè)置有泥沙收集清理口以及配合該清理口的蓋子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述U型導(dǎo)管的另一側(cè)通過(guò)一水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管與分流采樣室連通，所述水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管低于水位定位管的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述水量計(jì)量表低于水平延長(zhǎng)段導(dǎo)管的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述分流采樣室的底部設(shè)置有均勻分布的6-30個(gè)分流孔，所述分流孔中的一個(gè)通過(guò)軟管與徑流收集箱上的進(jìn)水口連通，所述分流孔的位置高于徑流收集箱上的進(jìn)水口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述分流孔上設(shè)置有L型硬質(zhì)導(dǎo)流管，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的入水端平行設(shè)置于分流采樣室底部，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的入水口朝向分流采樣室內(nèi)壁，所述硬質(zhì)導(dǎo)流管的出水端垂直設(shè)置于分流采樣室底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地表徑流流量測(cè)定及分流采樣裝置，其特征在于:所述徑流收集箱上設(shè)置有箱蓋，所述箱蓋上設(shè)置有氣壓平衡管，所述箱底有裝有排水閥排水管。
【文檔編號(hào)】G01F1/00GK104501881SQ201410834945
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】李盟軍, 曾招兵, 姚建武, 王榮輝, 寧建鳳, 艾紹英, 王思源 申請(qǐng)人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所