本實(shí)用新型屬于田間徑流液收集技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種田間原位徑流液收集裝置。
背景技術(shù):
近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化和污染形勢(shì)嚴(yán)峻,水質(zhì)惡化加劇了水資源短缺的形勢(shì),嚴(yán)重威脅飲用水安全以及生態(tài)環(huán)境健康,嚴(yán)重影響流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和居民生活安定,引起了黨和政府的高度關(guān)注,急需加強(qiáng)水體污染控制等方面的研究。我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,農(nóng)業(yè)面源污染快速增加。在我國(guó)主要污染量排放中,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放的COD、總N、總P等主要污染量,已經(jīng)超過(guò)工業(yè)與生活源,其中COD排放量占總量的46%以上,N、P占50%以上。如何控制并有效削減農(nóng)業(yè)面源污染已成為政府和人民共同面臨的環(huán)境難題。
農(nóng)田土壤N、P隨地表徑流向水體遷移是農(nóng)田N、P養(yǎng)分損失的主要途徑之一,也是造成農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的主要原因。國(guó)內(nèi)對(duì)于農(nóng)田徑流氮磷的流失的研究剛剛起步,農(nóng)田氮磷的地表徑流流失研究是農(nóng)田徑流氮磷的流失的重要試驗(yàn)步驟,而徑流收集池是農(nóng)田研究中必不可少的一個(gè)裝置,現(xiàn)有的徑流收集池基本無(wú)法滿足大田環(huán)境徑流的收集。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010251390.1的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種簡(jiǎn)易徑流液收集裝置及其使用方法。該裝置由收液器、出水管、導(dǎo)流管和徑流液收集嘴組成,該裝置使用時(shí),先在田塊中挖一收液器大小的坑,將收集裝置置于坑內(nèi),徑流收集嘴略低于田塊的最低處,然后將挖出的土壤逐層回填,逐層夯實(shí)。并多次灌水,使收液器周圍的土壤基本恢復(fù)原狀,與收液器緊貼在一起,沒(méi)有縫隙,僅有出水管和徑流收集嘴露出地面。該裝置的缺點(diǎn)在于:收集器的容量?jī)H為50-100L,當(dāng)雨量大,徑流超過(guò)100L時(shí),多余的徑流無(wú)法收集,更換收集裝置時(shí)操作麻煩,不易更換。另外,該裝置的核心部分僅為收集桶,但是在做試驗(yàn)時(shí),往往會(huì)有不同的處理,該裝置沒(méi)有將不同的試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行隔離,在降雨時(shí)由于水流的亂竄,必然會(huì)影響到各處理之間的差異,從而影響到結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種田間原位徑流液收集裝置。所述收集裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,適用于大田環(huán)境的徑流流失檢測(cè)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種田間原位徑流液收集裝置,所述徑流液收集裝置包括隔離池1、隔離桶2和收集桶3,其中,所述隔離池1內(nèi)設(shè)有4個(gè)隔離桶2,每個(gè)隔離桶2內(nèi)均設(shè)有收集桶3;所述隔離池1在靠近地面處設(shè)有第一管道孔,隔離桶2上設(shè)有第二管道孔,第二管道孔的位置低于第一管道孔,高于收集桶頂部,導(dǎo)液管6一端預(yù)留在隔離池1外部的田塊最低處的地面上,另一端穿過(guò)第一管道孔、第二管道孔傾斜而下伸入收集桶3內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述隔離池1為四方形,四方形的四個(gè)側(cè)邊中點(diǎn)向外至試驗(yàn)分區(qū)的外端分別設(shè)有隔離板7,隔離板圍成4個(gè)方形試驗(yàn)分區(qū),每個(gè)試驗(yàn)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)隔離桶2。
進(jìn)一步地,相鄰試驗(yàn)分區(qū)的隔離板7之間設(shè)有小道,方便取出收集桶中的徑流液并倒出大田外。
進(jìn)一步地,所述隔離板7厚度為0.5~0.8cm,高度為55~70cm,埋入地下40~45cm,地上露出15~25cm,最高端平行于壟。
進(jìn)一步地,所述隔離池1深度為1~1.2米,隔離池1頂部高于地面15~25cm,平行于壟。
進(jìn)一步地,所述第一管道孔與導(dǎo)液管6之間采用固體密封膠進(jìn)行密封,防止雨水順著第一管道孔流入到隔離池中。
進(jìn)一步地,所述隔離池1設(shè)有池蓋,避免雨水流入到隔離池中的收集桶內(nèi)。
更進(jìn)一步地,所述隔離池1采用鐵鋁材料圍成四方形,隔離池1的底部和頂部均焊接有十字型角鋼9支撐,十字型角鋼9將隔離池1分成四個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)有隔離桶2,為防止地下水將隔離桶2抬升,將隔離桶焊接在十字型角鋼9上,并迅速將隔離桶2之間以及隔離桶2與隔離池1之間用土壤填充,防止地下水將整個(gè)收集池抬升。
本實(shí)用新型提供的收集裝置工作原理如下:隔離池1為四方形,四方形的四個(gè)側(cè)邊中點(diǎn)向外至試驗(yàn)分區(qū)的外端分別設(shè)有隔離板7,隔離板圍成4個(gè)方形試驗(yàn)分區(qū),每個(gè)試驗(yàn)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)隔離桶2,每個(gè)隔離桶2內(nèi)均設(shè)有收集桶3;所述隔離池1在靠近地面處設(shè)有第一管道孔,隔離桶2上設(shè)有第二管道孔,第二管道孔的位置低于第一管道孔,高于收集桶頂部,導(dǎo)液管6一端預(yù)留在隔離池1外部的田塊最低處的地面上,另一端穿過(guò)第一管道孔、第二管道孔傾斜而下伸入收集桶3內(nèi)。隔離板將徑流液限制在各個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)分區(qū)內(nèi),導(dǎo)液管6通過(guò)地勢(shì)差將徑流液引入收集桶3內(nèi),當(dāng)收集桶3裝滿時(shí)記下徑流液量,提出收集桶3,放入另一個(gè)空的收集桶在隔離桶內(nèi),繼續(xù)收集徑流。對(duì)第一桶徑流液進(jìn)行取樣后,通過(guò)小道將徑流液倒出大田外。直至將所有的徑流收集和水樣取樣完畢。對(duì)相同試驗(yàn)分區(qū)的水樣進(jìn)行混合后取一個(gè)混合樣,用于指標(biāo)測(cè)定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):一、本實(shí)用新型不需要浩大的工程,占地面積小,對(duì)大田的破壞程度低;二、本實(shí)用新型原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,成本低廉,同時(shí)在不砌磚壘墻的情況下,克服了地下水將收集桶抬升的障礙;三、本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,適用于除水田外的任何大田環(huán)境的徑流檢測(cè)。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型提供的收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型提供的隔離池的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為多個(gè)試驗(yàn)分區(qū)內(nèi)的收集裝置使用時(shí)的俯視圖;
圖中標(biāo)記:1-隔離池,2-隔離桶,3-收集桶,6-導(dǎo)液管,7-隔離板,9-十字型角鋼,10-小道。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,但本實(shí)用新型并不局限于以下方案。
實(shí)施例1
如圖1~圖3所示,一種田間原位徑流液收集裝置,所述徑流液收集裝置包括隔離池1、隔離桶2和收集桶3,其中,所述隔離池1內(nèi)設(shè)有4個(gè)隔離桶2,隔離池1為采用鐵鋁材料圍成四方形,四方形的四個(gè)側(cè)邊中點(diǎn)向外至試驗(yàn)分區(qū)的外端分別設(shè)有隔離板7,圍成4個(gè)方形試驗(yàn)分區(qū)(每個(gè)試驗(yàn)分區(qū)面積為45平方米左右),每個(gè)試驗(yàn)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)隔離桶2。隔離板7厚度為0.7cm,埋在地下20~25cm,所述隔離板7厚度為0.5~0.8cm,高度為55~70cm,埋入地下40~45cm,地上露出15~25cm,最高端平行于壟,隔離池1頂部還設(shè)有池蓋。
隔離池1的底部和頂部均焊接有十字型角鋼9支撐,十字型角鋼9將隔離池1分成四個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)有隔離桶2,隔離桶2焊接在十字型角鋼9上,隔離桶2之間以及隔離桶2與隔離池1之間采用泥土填充。
每個(gè)隔離桶2內(nèi)均設(shè)有收集桶3;隔離池1上設(shè)有第一管道孔,隔離桶2上設(shè)有第二管道孔,第二管道孔的位置低于第一管道孔,高于收集桶頂部,導(dǎo)液管6一端預(yù)留在隔離池1外部的田塊最低處的地面上,另一端穿過(guò)第一管道孔、第二管道孔傾斜而下伸入收集桶3內(nèi)。為了方便收集地表的徑流液,收集桶的高度低于地表面,第一管道孔位置基本靠近地表面,第一管道孔與導(dǎo)液管6之間采用密封膠進(jìn)行密封,避免地表徑流液從管道孔流到隔離池內(nèi)的收集桶3內(nèi)。
另外,如果測(cè)試大田區(qū)域分成多個(gè)試驗(yàn)分區(qū),則在相鄰試驗(yàn)分區(qū)的圍欄之間設(shè)有小道10,小道可采用磚頭鋪設(shè),寬12cm左右,收集桶3滿時(shí)方便取出徑流液倒出到大田外。
所述收集裝置的使用過(guò)程如下:防止試驗(yàn)分區(qū)之間水分側(cè)滲和串流,播種前在試驗(yàn)分區(qū)之間連接處挖一個(gè)寬10cm、深62.5cm的水溝,往地下埋深62.5cm、厚0.7cm的圍欄,圍欄在地面上的高度幾乎與墑平行,然后將土回填,填埋水溝。在每四個(gè)試驗(yàn)分區(qū)中間挖一個(gè)長(zhǎng)寬高為1.3m×1.3m×1.0m的池,池四周用鐵鋁復(fù)合材料圈住形成四方形隔離池,用長(zhǎng)1.3m的兩條角鋼呈十字型焊接在槽的中部,以防止四周的泥土倒塌。十字型角鋼9將槽平分為四個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域里放置直徑為0.62cm、深1.0m的隔離桶。為防止隔離桶2被地下水漂浮起來(lái),將其焊接在角鋼上,并用泥土填緊鐵桶四周的空隙。在隔離桶2里放置容量為50L的收集桶3,各小區(qū)用獨(dú)立的導(dǎo)液管6將徑流液引入于各個(gè)收集桶3內(nèi)進(jìn)行收集,本實(shí)施例中隔離桶為鐵皮圓桶,收集桶為塑料桶。