CN108692780A - 一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，包括集成箱体，集成箱体内安装有减速稳流器、分流箱以及径流收集箱，一个收集箱对应一个分流箱，每个分流箱包括至少两个出口，位于最下侧的分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，位于最下侧的分流箱的部分出口与排水管连通，余下分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，余下分流箱的部分出口与次一级的分流箱的入口连通，减速稳流器的入口外接径流导流管，减速稳流器的出口与位于最上侧的分流箱入口连通，径流收集箱的出口通过排水阀与排水管连通。本发明占地面积小；建设低，工程小；径流水易于采集和清洗；不漏水，易维护、维护成本低；使用周期长。

Description

一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置

技术领域

本发明涉及农业环境领域，特别是一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置。

背景技术

随着化肥、农药用量的不断增及和养殖业的不断发展，农业面源污染正成为世界发达国家和发展中国家共同关心的一个重大问题，也逐步成为现代农业和社会可持续发展的重大课题。发展中国家粮食增产的55％依赖于化肥。我国是农业大国,肥料特别是氮肥用量大,对水质造成的负面影响日趋加大。中国的农业面源污染不断加剧，逐步成为重要污染之一。2009年，我国约有560万t氮素流入环境导致污染。中国地表水的面源污染所占比重很大，湖泊的氮磷50％以上来自于农业面源污染，太湖的农业面源氮量占入湖总氮量的77％、磷占33.4％。研究地表径流中氮磷等各类污染物的流失规律，对协调农业生产与水环境保护问题具有重要意义。

目前国内外在研究地表径流污染物流失规律主要通过微观试验进行，研究区域内选择一块面积不大，能代表研究区域各类特征的封闭性或半封闭性试验区，通过长期监测试验区地表径流的水量及各种污染物的浓度。

目前，微观试验法的径流量测定及径流液采集装置一般由径流池及其它辅助设备组成，该方法是将试验区产生的全部径流液收集至径流池，通过测量径流池水深计算径流量，然后采集部分径流液用于测定地表径流中污染物的含量，这种径流池装置能够准确测量试验区的径流量，收集的径流液混匀后取部分用于测定污染物的浓度，得到的监测结果也能够代表整个试验区的污染物浓度。径流收集池是农田研究中必不可少的一个装置。目前常见的一般都是砖混结构，需要在农田中进行较大的工程建设，投资额度大。但实际应用过程中存在诸多不足：(1)径流池的容积需要根据试验区能产生的最大径流量确定，因此径流池容积要求设计足够大，这使得建设工程占地面积较多，且在建设过程中，对区域内的土壤有一定破坏，短期内难以恢复原状；(2)径流池面积大，径流池抽排水、清洗等操作过程费时费工；(3)径流池相对为开放系统，容易混入其他杂质，影响径流水样；(4)径流池位置固定，不适合进行野外不同监测点短期径流水样采集(5)径流池长期运行后，池子易发生渗漏，特别是地下水位浅的南方地区，影响样品的代表性。如能发明一种可移动、既能准确计量径流流量、又能连续稳定分流采集具有代表性径流液装置，不仅成本低廉，对于农田的破坏较小，使用周期长，易于维护，可以说一举多得。目前尚未发现可移动、流量测定采集样品装置的发明。

因此，急需设计一种可移动地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置来解决微观试验法存在的这些问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其解决了目前径流试验场法在径流量测定和径流液采集过程中存在的占用场地大、不易操作的不足和现有分流装置不可移动、分流孔在侧壁的水平分流对制作和安装要求高，野外易受环境影响导致不准的不足，具有结构简单、制作安装成本更低、可移动、田间易安装调试、操作便利、维护简单、使用周期长、容易推广的特点，能准确计量径流量大小，并能同时获取具有代表性的混合径流水样，可以满足试验要求。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，包括集成箱体，所述集成箱体内安装有减速稳流器、至少两个沿竖直方向层叠布置的分流箱以及至少两个径流收集箱，一个所述径流收集箱对应一个分流箱，每个所述分流箱包括至少两个出口，位于最下侧的分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，位于最下侧的分流箱的部分出口与排水管连通，余下分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，余下分流箱的部分出口与次一级的分流箱的入口连通，减速稳流器的入口外接径流导流管，减速稳流器的出口与位于最上侧的分流箱入口连通，径流收集箱的出口通过排水阀与排水管连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述减速稳流器包括第一斗体和减速平台，所述减速平台通过平台支架安装在第一斗体内部，所述减速平台的上端面正对着减速稳流器的入口，减速平台的下端面正对着减速稳流器的出口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述减速稳流器的出口外表面布置有第一螺纹，与减速稳流器连接的分流箱上部的入口内壁布置有第二螺纹，所述第一螺纹和第二螺纹相匹配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述径流收集箱包括透明箱体，所述透明箱体的上部布置有平衡引流孔，透明箱体的内底壁布置有一个引流斜坡，所述引流斜坡的底部布置有一个排水口，所述排水口的外侧安装有排水阀，排水口为径流收集箱的出口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述透明箱体上布置有体积刻度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述分流箱内底壁布置有向中心倾斜的第一斜面，所述第一斜面通过分隔板分成至少6个面积相等的扇面，每个扇面的近端位于布置有一个分流孔，所述分流孔为分流箱的出口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述分流箱内底壁中心位置安装有一个圆柱体，所述圆柱体的上端面布置有一个三角锥状的撞击锥。

作为上述技术方案的进一步改进，所述分流箱的入口内壁上安装有一圈飞檐。

作为上述技术方案的进一步改进，所述分隔板高出第一斜面5～20mm。

作为上述技术方案的进一步改进，各分流箱中对角分布的至少一对分流孔通过引流管连接到径流收集箱，各流箱中部分的分流孔通过引流管连接到排水管或者次一级的分流箱中。

本发明的有益效果是：相对于目前使用的径流池装置而言，具有如下优点和效果：

(1)占地面积小；

(2)建设低，工程小；

(3)径流水易于采集和清洗；

(4)不漏水，易维护、维护成本低；

(5)使用周期长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中分流箱上分流孔的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图2，一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，包括集成箱体1，所述集成箱体1内安装有减速稳流器3、至少两个沿竖直方向层叠布置的分流箱6以及至少两个径流收集箱11，一个所述径流收集箱11对应一个分流箱6，每个所述分流箱6包括至少两个出口，位于最下侧的分流箱6的部分出口与相应的径流收集箱11的入口连通，位于最下侧的分流箱6的部分出口与排水管连通，余下分流箱6的部分出口与相应的径流收集箱11的入口连通，余下分流箱6的部分出口与次一级的分流箱6的入口连通，减速稳流器3的入口外接径流导流管2，水平布置的径流导流管2通过90度弯管穿过上方面板进入集成箱体1内部，减速稳流器3的出口与位于最上侧的分流箱6入口连通，径流收集箱11的出口通过排水阀与排水管10连通。

进一步作为优选的实施方式，所述减速稳流器3包括第一斗体和减速平台4，所述减速平台4通过平台支架5安装在第一斗体内部，所述减速平台4的上端面正对着减速稳流器3的入口，减速平台4的下端面正对着减速稳流器3的出口。减速平台4为外形为圆台形、内部是空性倒圆台，减速平台4与第一斗体中轴线在同一轴线上。

进一步作为优选的实施方式，所述减速稳流器3的出口外表面布置有第一螺纹，与减速稳流器3连接的分流箱6上部的入口内壁布置有第二螺纹，所述第一螺纹和第二螺纹相匹配。

进一步作为优选的实施方式，所述径流收集箱11包括透明箱体，所述透明箱体的上部布置有平衡引流孔14，透明箱体的内底壁布置有一个引流斜坡12，所述引流斜坡12的底部布置有一个排水口13，所述排水口13的外侧安装有排水阀，排水口13为径流收集箱11的出口。

进一步作为优选的实施方式，所述透明箱体上布置有体积刻度。

进一步作为优选的实施方式，所述分流箱6内底壁布置有向中心倾斜的第一斜面9，所述第一斜面9通过分隔板16分成至少6个面积相等的扇面，每个扇面的近端位于布置有一个分流孔15，所述分流孔15为分流箱6的出口。所述分流箱6内底壁中心位置安装有一个圆柱体8，所述圆柱体8的上端面布置有一个三角锥状的撞击锥7。所述分流箱6的入口内壁上安装有一圈飞檐17。所述分隔板16高出第一斜面5～20mm。各分流箱6中对角分布的至少一对分流孔15通过引流管连接到径流收集箱11，各流箱中部分的分流孔15通过引流管连接到排水管10或者次一级的分流箱6中。

分流箱6为一个圆柱桶体，分流箱6上方为圆形盖板，盖板中心位置为分流箱6的入口，分流箱6的入口为圆管，管体上端有第二螺纹，可与减速稳流器3相连接，第二螺纹下部沿内壁一圈飞檐17，用于防止水流量少时，沿壁不均匀流下，分流箱6内部底面为一个向中心倾斜的第一斜面9，中心位置有一个圆柱体8，圆柱体8上支撑一个三角锥状的撞击锥7，第一斜面9上均匀分布着由中心向四周延伸的分隔板16，每两个分隔板16与圆柱体8和分流箱6体形成6～40个面积相等的扇面。每个扇面的扇角部分有一个直径5mm～30mm的分流孔15，分流孔15下方接一个分流管。对角的分流管通过引流管一部分接入径流收集箱11，一部分接入下一级分流箱6，其余部分接入排水管10排出。

分流箱6的对角分流管通过引流管引入径流收集箱11，其余分流管通过引流管接入排水管10中。根据径流量大小，可决定是否需要将分流箱6流出的部分径流水再次接入次一级的流箱进行二次分流。二次分流后部分通过引流管引入径流收集箱11，其余分流管通过引流管接入排水管10中。排水管10为硬质PVC管材，有水平管和通过转街头接入的垂直管组成。

为保证箱体按安装水平，在集成箱体1上方有水平水准仪。

在测量收集箱的径流水体积，通过径流收集箱11收集体积和分区倍数，即可得出径流产生总量，同时采集径流样品用于检测。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：包括集成箱体，所述集成箱体内安装有减速稳流器、至少两个沿竖直方向层叠布置的分流箱以及至少两个径流收集箱，一个所述径流收集箱对应一个分流箱，每个所述分流箱包括至少两个出口，位于最下侧的分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，位于最下侧的分流箱的部分出口与排水管连通，余下分流箱的部分出口与相应的径流收集箱的入口连通，余下分流箱的部分出口与次一级的分流箱的入口连通，减速稳流器的入口外接径流导流管，减速稳流器的出口与位于最上侧的分流箱入口连通，径流收集箱的出口通过排水阀与排水管连通。

2.根据权利要求1所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述减速稳流器包括第一斗体和减速平台，所述减速平台通过平台支架安装在第一斗体内部，所述减速平台的上端面正对着减速稳流器的入口，减速平台的下端面正对着减速稳流器的出口。

3.根据权利要求2所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述减速稳流器的出口外表面布置有第一螺纹，与减速稳流器连接的分流箱上部的入口内壁布置有第二螺纹，所述第一螺纹和第二螺纹相匹配。

4.根据权利要求1所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述径流收集箱包括透明箱体，所述透明箱体的上部布置有平衡引流孔，透明箱体的内底壁布置有一个引流斜坡，所述引流斜坡的底部布置有一个排水口，所述排水口的外侧安装有排水阀，排水口为径流收集箱的出口。

5.根据权利要求4所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述透明箱体上布置有体积刻度。

6.根据权利要求1～5任一项所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述分流箱内底壁布置有向中心倾斜的第一斜面，所述第一斜面通过分隔板分成至少6个面积相等的扇面，每个扇面的近端位于布置有一个分流孔，所述分流孔为分流箱的出口。

7.根据权利要求6所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述分流箱内底壁中心位置安装有一个圆柱体，所述圆柱体的上端面布置有一个三角锥状的撞击锥。

8.根据权利要求6所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述分流箱的入口内壁上安装有一圈飞檐。

9.根据权利要求6所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：所述分隔板高出第一斜面5～20mm。

10.根据权利要求6所述的地表径流流量测定及径流液分步采集集成装置，其特征在于：各分流箱中对角分布的至少一对分流孔通过引流管连接到径流收集箱，各流箱中部分的分流孔通过引流管连接到排水管或者次一级的分流箱中。