CN103983751A - 径流面源污染监测试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径流面源污染监测试验装置，降雨支架为门字型，上面设置有大、中、小三种喷头，并分别设置有电磁阀；下面还设置有四边形的径流挡板，径流挡板的一端设置有三角形的汇流口；降雨支架通过软管与水泵的出水端相连接，水泵的进水端与水源A和水源B相连接。本发明通过控制箱实现了对不同降雨强度、流量、压力、流速的全过程模拟控制，实现了人工降雨情况下，收集地表径流、水质变化、水质特点的全过程研究。

Description

径流面源污染监测试验装置

技术领域

本发明是关于水质监测试验装置的，特别涉及一种水环境中降雨对于地表水质影响的径流面源污染监测试验装置。

背景技术

目前面源污染的研究受到越来越多的重视，但是相应研究只能在降雨期间进行。由于气候原因，实验次数受到很大的限制，数据积累很慢。因此，利用模拟降雨是研究非点源污染的重要手段。

由于径流水质受很多因素影响，所以模拟效果的逼真性对于水质研究极为重要，现有模拟降雨装置通常精度较低且响应时间较长，重复性差，不利于水质测定实验的进行。

现有模拟降雨装置，在用于水质测定时，通常采用异位室内模拟，但采集土壤面积有限，搬运困难，模拟效果不理想，导致最终测定结果数值与实际偏差较大，对于模拟降雨研究的效果有一定的影响。

发明内容

本发明的目的，为克服现有技术的缺点和不足，提供一种可以实现手动和自动控制、可以精确模拟降雨过程、研究不同降雨情况下的地表径流水质特点的径流面源污染监测试验装置。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种径流面源污染监测试验装置，包括：降雨支架、降雨喷头、水泵及变频器；其特征在于，所述降雨支架14上面设置有大喷头3、小喷头2和中喷头1，每个喷头的前面分别设置有电磁阀C6、电磁阀B5和电磁阀A4；降雨支架14为门字型，其下端的两侧分别设置有脚轮15；降雨支架14的下面还设置有径流挡板12，径流挡板12为四边形；径流挡板12的一端设置有汇流口13，汇流口13为三角形；

为模拟真实降雨的不同情况，本发明的监测试验装置还设置有控制箱6，控制箱6设置有常规的用于控制不同降雨强度、流量、压力、流速、累积流量的控制装置及仪表；控制箱6下部设置有水泵11，水泵11的出水端设置有流量计9和压力表10；水泵11的出水端通过软管与降雨支架14相连接；

水泵11的进水端与水源A17和水源B18相连接，水源A17和水源B18与水泵11之间分别设置有电磁阀D7和电磁阀E8。

所述汇流口(13)为可拆卸汇水口，分别针对软质土壤和硬质路面设置有两种形式；对于软质土壤，汇流口(13)的下面设置有衬底；对于硬质路面，汇流口(13)的下面没有衬底。

该监测试验装置通过不同型号喷头的启闭及组合，实现20mm/h～120mm/h的降雨能力。

该监测试验装置通过手动和自动两种方式来实现模拟真实降雨的不同情况。

本发明通过对降雨全过程的精确模拟，实现了人工降雨情况下，收集地表径流，研究水质变化的过程；由于装置的全自动化控制，其精确性、可重复性高，利于实验与研究不同降雨情况下的地表径流水质特点。

附图说明

图1是本发明的径流面源污染监测试验装置的示意图。

图1中附图标记如下：

1———中喷头；           2———小喷头；

3———大喷头             4———电磁阀1；

5———电磁阀2；          6———电磁阀3；

7———电磁阀4            8———电磁阀5；

9———流量计             10———压力表；

11———水泵              12———径流挡板；

13———汇流口            14———降雨支架

15———脚轮              16———控制箱

17———水源A             18———水源B

具体实施方式

本发明采用常规材料及常规生产工艺进行制备，下面结合附图对本发明进行进一步描述。

本发明的径流面源污染监测试验装置，其降雨支架14为门字型，采用普通水管制作，高度为2.5米，以保证雨滴降落的终点速度接近真实降雨状况；降雨支架14下端的两侧分别设置有脚轮15，使其稳定性强；支架可拆卸，也便于短距离移动和长距离运输与存放。

降雨支架14的上面设置有大喷头3、小喷头2和中喷头1，每个喷头的前面分别设置有电磁阀C6、电磁阀B5和电磁阀A4，不同喷头所提供的雨滴大小和降雨能力不同，通过电磁阀控制不同喷头的启闭和组合，可以实现20mm/h～120mm/h的降雨能力；其中，单独开启小喷头2，通过变频器调节水泵频率可使降雨强度达到20～30mm/h，单独开启中喷头1降雨强度可达30～60mm/h，当使用小喷头2和中喷头1组合时，降雨强度可达60～80mm/h，使用中喷头1和大喷头3组合时，降雨强度可达80～120mm/h。经模拟效果数值的测定，在上述范围内的降雨实验，降雨均匀系数均可达到90％以上(现有装置基本在80％左右)。采用色斑法测定雨滴直径，符合天然降雨的情况。

降雨支架14的下面还设置有径流挡板12，径流挡板12为四边形；喷头降雨有效面积为半径2m的圆形，在降雨有效范围内，模拟效果均佳，可以根据实际需要调节径流挡板大小。径流挡板12的一端设置有汇流口13，汇流口13为三角形，为可拆卸式，可以分别针对软质土壤和硬质路面的不同种类，实现原位收集模拟降雨过程中的地表径流。对于软质土壤，汇流口13的下面设置有衬底，当汇流口13放置于软质土上时，防止水流在汇水口处渗入土壤，以便于收集地表径流。

为模拟真实降雨的不同情况，本发明的监测试验装置还设置有控制箱6，控制箱6设置有常规的用于控制不同降雨强度、流量、压力、流速、累积流量的控制装置及仪表，该监测试验装置可以通过手动或者自动两种方式来实现模拟真实降雨的不同情况，只需设定好时间和雨强，就可以自动实现全面模拟真实降雨的情况。

控制箱6下部设置有水泵11，水泵11的出水端设置有流量计9和压力表10；水泵11的出水端通过软管与降雨支架14相连接，可方便拆卸和运输，且占用空间小，可以根据需要调整长度。

水泵11的进水端与水源A17和水源B18相连接，水源A17和水源B18分别为不同水质的原水，它们与水泵11之间分别连接有电磁阀D7和电磁阀E8，用以模拟真实降雨中的初期与后期雨水水质不同的情况。

本发明经验证，降雨精确性良好，可达90％以上，模拟效果逼真。

Claims (5)

1.一种径流面源污染监测试验装置，包括：降雨支架、降雨喷头、水泵及变频器；其特征在于，所述降雨支架(14)上面设置有大喷头(3)、小喷头(2)和中喷头(1)，每个喷头的前面分别设置有电磁阀C(6)、电磁阀B(5)和电磁阀A(4)；降雨支架(14)为门字型，其下端的两侧分别设置有脚轮(15)；降雨支架(14)的下面还设置有径流挡板(12)，径流挡板(12)为四边形；径流挡板(12)的一端设置有汇流口(13)，汇流口(13)为三角形； 

为模拟真实降雨的不同情况，本发明的监测试验装置还设置有控制箱(6)，控制箱(6)设置有常规的用于控制不同降雨强度、流量、压力、流速、累积流量的控制装置及仪表；控制箱(6)下部设置有水泵(11)，水泵(11)的出水端设置有流量计(9)和压力表(10)；水泵(11)的出水端通过软管与降雨支架(14)相连接； 

水泵(11)的进水端与水源A(17)和水源B(18)相连接，水源A(17)和水源B(18)与水泵(11)之间分别设置有电磁阀D(7)和电磁阀E(8)。 

2.根据权利要求1所述的径流面源污染监测试验装置，其特征在于，所述汇流口(13)为可拆卸汇水口，分别针对软质土壤和硬质路面设置有两种形式；对于软质土壤，汇流口(13)的下面设置有衬底；对于硬质路面，汇流口(13)的下面没有衬底。 

3.根据权利要求1所述的径流面源污染监测试验装置，其特征在于，该监测试验装置通过不同型号喷头的启闭及组合，实现20mm/h～120mm/h的降雨能力。 

4.根据权利要求1所述的径流面源污染监测试验装置，其特征在于，该监测试验装置通过手动和自动两种方式来实现模拟真实降雨的不同情况。 

5.根据权利要求1所述的径流面源污染监测试验装置，其特征在于，所述径流挡板(12)为圆形。