CN112763274A - 一种地表径流自动采样器 - Google Patents

Abstract

本发明属于地表径流监测技术领域，具体涉及一种地表径流自动采样器。包括上下两端敞口的筒状外壳以及设置在外壳内的汇流槽和竖轮；所述汇流槽的顶部敞口，底部设有排水管；所述竖轮包括可围绕水平轴线旋转的旋转轴和沿周向设置在旋转轴上的若干个轮叶；所述旋转轴上设有径向贯穿旋转轴的样品通道；所述轮叶的径向外端设有卡凸；所述竖轮的下方设有采样瓶；所述采样瓶内设有浮球，浮球与支撑杆的一端固定连接，支撑杆的另一端向上穿过固定管后弯折成可与卡凸相卡合的卡勾；所述固定管被固定在外壳上。该采样器无需额外能源，便于携带和使用，能够实现对一次径流过程的连续采样，提高地表径流监测的准确性。

Description

一种地表径流自动采样器

技术领域

本发明属于地表径流监测技术领域，具体涉及一种地表径流自动采样器。

背景技术

地表径流指降水后除直接蒸发、植物截留、渗入地下、填充洼地外，其余经流域地面汇入河槽，并沿河下泄的水流。地表径流是水文循环的一个重要环节，是河流水文情势变化的根本因素。地表径流的形成和流动会对土壤造成侵蚀并携带大量的泥沙和污染物流入附近水域对水域造成污染。在降低土壤肥力的同时也使得水体富营养化更加严重。随着城市化进程的快速推进，城市面积不断扩张，传统的农田和林地等下渗性良好的路面逐渐被沥青、水泥、混凝土等透水性能差的路面代替，致使城市地表径流污染问题日益严重，已成为城市水环境污染的主要源头之一。为有效降低径流污染对水体环境造成的影响，对地表径流中污染物迁移转化特性的深入研究已势在必行。实时监测区域内的地表径流及研究径流物的成分可以为水土流失、面源污染防控措施的制定和改善提供重要依据。

目前地表径流水样的采集分为人工实地采集和自动采样器采集。人工实地采集耗时耗力，且降雨的不确定性和采集地的偏僻性使人工采集更加困难。而自动采样器则存在以下几个方面的问题：①需要额外提供动能，野外使用十分不方便；②地表径流中杂物对径流收集装置的堵塞，导致样品收集不全；③无法实现对整个径流过程的连续采样，采集到的径流样品无法代表一次径流的整体情况；④采样瓶装满水样后，后续水样的持续流入导致样品含沙量高于实际径流过程中的含沙量；⑤体积较大，携带困难，不便于多个点的径流样品监测。

因此，有必要开发一种不依赖额外能源、便于携带和使用、准确性高的地表径流采样器。

发明内容

为了更简便快捷地进行地表径流的采样，本发明提供一种地表径流自动采样器，能够实现对径流发生的全过程进行采样，并显著提高地表径流监测的准确性。使用过程中不需要额外提供能源，体积小(整个仪器的体积约为采样瓶的1.5倍)，便于携带和安装，且造价低廉，有利于大范围推广使用。

本发明提供一种地表径流自动采样器，其特征在于：包括上下两端敞口的筒状外壳1以及设置在所述外壳1内的汇流槽2和竖轮3；所述汇流槽2的顶部敞口，底部设有排水管201；所述排水管201的出水口朝下且位于所述竖轮3的上方；所述竖轮3包括可围绕水平轴线旋转的旋转轴301和沿周向间隔设置在所述旋转轴301上的若干个轮叶302；所述旋转轴301上设有径向贯穿所述旋转轴301的样品通道303；所述轮叶302的径向外端设有卡凸304；所述竖轮3的下方设有采样瓶4；所述采样瓶4内设有浮球5，所述浮球5与支撑杆501的一端固定连接，所述支撑杆501的另一端向上穿过固定管502后弯折成可与所述卡凸304相卡合的卡勾503，所述固定管502被固定在所述外壳1上；

所述采样器被配置成：径流样品通过所述排水管201向下流动，带动所述竖轮3旋转，当所述样品通道303的一端对着所述排水管201的出水口，另一端对着所述采样瓶4的瓶口时，所述径流样品通过所述样品通道303流入所述采样瓶4中；当所述采样瓶4中的径流样品累积到预定高度时，所述浮球5上浮至所述卡勾503刚好与所述卡凸304卡合，使所述竖轮3停止旋转，阻止后续径流样品流入所述采样瓶4中。

本发明的地表径流自动采样器，包括分离装置和采样瓶(例如，广口采样瓶)两个部分，其中分离装置包括外壳、汇流槽、竖轮、浮球、支撑杆、固定管。所述采样器的工作原理如下：汇流槽汇集地表径流，径流通过排水管向下流动，冲击竖轮的轮叶，使竖轮旋转。所述竖轮的旋转轴上设置有样品通道，所述样品通道沿旋转轴的径向贯穿旋转轴。只有当竖轮旋转至样品通道的一端对着所述排水管的出水口，另一端对着所述采样瓶的瓶口时，从排水管中流出的径流样品才能流入样品通道中并通过样品通道流入下方的采样瓶中。在竖轮旋转过程中，没有进入样品通道的径流则通过外壳下端除采样瓶瓶口以外的区域排出。采样瓶中的浮球最初是通过卡勾悬挂在固定管上的。在径流采集过程中，采样瓶中的径流样品不断累积，当液面高于浮球原来的位置时，浮球向上浮起，带动支撑杆向上运动，当液面达到预定高度时(例如，接近采样瓶的瓶口时)，支撑杆上端的卡勾刚好卡住轮叶外端的卡凸，使竖轮装置停止旋转，后续的径流无法通过样品通道进入采样瓶中。本发明采用竖轮设计，一方面，充分利用径流的动能和势能，将其转换为竖轮转动的能量，不需要提供额外能源；另一方面，通过样品通道对径流进行分流，确保了一次只有少量的样品能够进入采样瓶中，从而实现对整个径流过程的连续采样，使采集的样品能够代表整个径流过程。本发明采用浮球设计，与所述竖轮配合，在样品收集完成后阻止后续径流继续向采样瓶中输入泥沙，保证了已采集样品的准确性。

在本发明的一些实施例中，所述若干个轮叶302将所述旋转轴301的外周面分隔成若干个沿轴向延伸的区域，其中仅有两个相对的区域上设有径向贯穿所述旋转轴301的样品通道303。

在本发明的一些实施例中，所述竖轮3设置在所述外壳1的内部中央；所述排水管201和所述固定管502分别靠近所述外壳1的相对的两侧内壁。

在本发明的一些实施例中，所述旋转轴301上均匀设置8个轮叶302，相邻的两个轮叶302之间的夹角为45度；所述旋转轴301上只设有一个样品通道303。这种情况下，竖轮每旋转180度，才有少量的径流样品通过样品通道流入采样瓶中，确保了容量有限的采样瓶能够收集到整个径流过程的样品。

在本发明的一些实施例中，所述轮叶302为矩形板，所述矩形板的一端固定在所述旋转轴301的外周面上，相对的另一端设置卡凸304；所述轮叶302的板面平行于所述旋转轴301。

在本发明的一些实施例中，所述排水管201竖直向上延伸到所述汇流槽2的内部，且位于所述汇流槽2内的排水管201管壁上具有网孔。所述排水管采用滤网设计，例如，所述排水管位于所述汇流槽内的那部分管壁上，从上到下布满网孔，排水管位于汇流槽内的部分成为一个圆柱体的滤网，当汇流槽内汇集的径流堵塞滤网下部后，径流还能够通过滤网上部继续进入排水管，该设计避免了径流中的杂物堵塞径流收集装置所造成的径流样品收集不全的情况。

在本发明的一些实施例中，所述汇流槽2的底板与水平面之间的夹角为15～20度，与所述排水管201之间的夹角为80～85度。所述汇流槽的底板与所述排水管之间呈80～85度的夹角，可以防止泥沙在汇流槽内沉淀。

在本发明的一些实施例中，所述外壳1的顶部设有悬挂部件6，所述悬挂部件6为多个带挂钩的高弹力绳。所述高弹力绳可用于挂在雨箅子上，以防止径流过大，将采样器冲走。

在本发明的一些实施例中，所述外壳1、汇流槽2、排水管201、旋转轴301、轮叶302、支撑杆501和/或固定管502采用不锈钢制成。

在本发明的一些实施例中，所述固定管502通过下端敞口的筒状支架7固定在所述外壳1上；所述支架7的侧壁上端与所述外壳1的侧壁下端固定连接；所述支架7的下端插入所述采样瓶4的瓶口；所述固定管502设置在所述支架7的顶板701中央；以所述固定管502为界，所述顶板701邻接所述外壳1内壁的区域为挡水区，远离所述外壳1内壁的区域为进水区；所述进水区开设有进水口702，从所述样品通道303流出的样品通过所述进水口702流入下方的采样瓶4中；所述外壳1在所述支架7连接处的上方侧壁上开设有排水口101；所述支架7的外壁上设有固定件703；所述采样瓶4与所述固定件703可拆卸连接。

在本发明的一些实施例中，所述旋转轴301的两端通过轴承安装在所述外壳1的侧壁上；所述采样瓶4通过高弹力网8悬挂在所述固定件703上。

任一所述的地表径流自动采样器在地表径流采集中的应用也属于本发明的保护范围。

本发明的地表径流自动采样器主要解决了四个技术问题：第一个是地表径流采集装置需要额外动能，野外使用不方便；第二个是地表径流中杂物对径流收集装置的堵塞，导致样品收集不全；第三个是无法实现对整个径流过程的连续采样，采集到的径流样品无法代表一次径流的整体情况；第四个是样品溢满后后续样品的持续采集，导致样品含沙量高于实际径流过程的问题。

针对第一个技术问题，采用如下技术方案：利用汇流槽将径流汇集，通过固定排水管冲击竖轮装置，利用径流自身的动能作为竖轮转动的能量。

针对第二个技术问题，采用如下技术方案：用于排水冲击竖轮装置的排水管采用滤网设计，确保下侧滤网堵塞后，径流能够通过上侧的滤网继续进入排水管，该设计最大程度地避免了径流中的杂物堵塞径流收集装置所造成的径流收集不全的情况。

针对第三个技术问题，采用如下技术方案：在竖轮装置的旋转轴上仅开设一个允许径流通过的样品通道，利用竖轮装置对径流进行分流，该设计确保了每次分流只有少量的样品能够收集进采样瓶，能够实现对一次径流过程的连续采样，样品能够更好的代表一次径流的整体情况。

针对第四个技术问题，采用如下技术方案：竖轮装置的下方集流口处设置有浮球，仪器使用过程中，当采样瓶中径流样品收集满了之后，浮球上浮，卡勾刚好能够卡住竖轮，后续的径流则会在仪器右侧直接流出，不会继续向已经采集到的样品中输入泥沙，保证了已采集到样品的准确性。

本发明的地表径流自动采样器，利用水流驱动竖轮，能够在不额外提供动能的情况下，在野外安装使用；通过在排水管上采用滤网设计，有效地避免了杂物堵塞对径流收集过程的影响；利用竖轮进行分流，实现对一次径流过程的连续采样，更好地代表一次径流的整体情况；在样品收集完成时，利用浮球装置阻挡多余液体和泥沙进入采样瓶中，能够确保所采集样品的准确性。本发明的采样器造价较低，对于地表径流的采集具有重要意义，适合在全国推广使用。

附图说明

图1.本发明一个典型实施例中的地表径流自动采样器的主视图。

图2.图1的纵剖图，显示竖轮被锁住的状态。

图3.图1的纵剖图，显示竖轮分流的状态。

图4.本发明一个典型实施例中的支架的顶板俯视图，显示进水口。

图5.图1的左侧侧视图，显示外壳侧壁上的排水口。

附图标记：1-外壳，101-排水口，2-汇流槽，201-排水管，3-竖轮，301-旋转轴，302-轮叶，303-样品通道，304-卡凸，4-采样瓶，5-浮球，501-支撑杆，502-固定管，503-卡勾，6-悬挂部件，7-支架，701-顶板，702-进水口，703-固定件，8-高弹力网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释和说明。

如图1所示，本发明提供一种地表径流自动采样器，其特征在于：包括上下两端敞口的筒状外壳1以及设置在所述外壳1内的汇流槽2和竖轮3；所述汇流槽2的顶部敞口，底部设有排水管201；所述排水管201的出水口朝下且位于所述竖轮3的上方；所述竖轮3包括可围绕水平轴线旋转的旋转轴301和沿周向间隔设置在所述旋转轴301上的若干个轮叶302；所述旋转轴301上设有径向贯穿所述旋转轴301的样品通道303；所述轮叶302的径向外端设有卡凸304；所述竖轮3的下方设有采样瓶4；所述采样瓶4内设有浮球5，所述浮球5与支撑杆501的一端固定连接，所述支撑杆501的另一端向上穿过固定管502后弯折成可与所述卡凸304相卡合的卡勾503，所述固定管502被固定在所述外壳1上；

所述采样器被配置成：径流样品通过所述排水管201向下流动，带动所述竖轮3旋转，当所述样品通道303的一端对着所述排水管201的出水口，另一端对着所述采样瓶4的瓶口时，所述径流样品通过所述样品通道303流入所述采样瓶4中；当所述采样瓶4中的径流样品累积到预定高度时，所述浮球5上浮至所述卡勾503刚好与所述卡凸304卡合，使所述竖轮3停止旋转，阻止后续径流样品流入所述采样瓶4中。

在一些实施例中，所述若干个轮叶302将所述旋转轴301的外周面分隔成若干个沿轴向延伸的区域，其中仅有两个相对的区域上设有径向贯穿所述旋转轴301的样品通道303。

在一些实施例中，所述竖轮3设置在所述外壳1的内部中央；所述排水管201和所述固定管502分别靠近所述外壳1的相对的两侧内壁。

在一些实施例中，所述旋转轴301上均匀设置8个轮叶302，相邻的两个轮叶302之间的夹角为45度；所述旋转轴301上只设有一个样品通道303。

在一些实施例中，所述轮叶302为矩形板，所述矩形板的一端固定在所述旋转轴301的外周面上，相对的另一端设置卡凸304；所述轮叶302的板面平行于所述旋转轴301。

在一些实施例中，所述排水管201竖直向上延伸到所述汇流槽2的内部，且位于所述汇流槽2内的排水管201管壁上具有网孔。在一些实施例中，所述排水管201的顶端封口，顶面管壁不具有网孔。在另一些实施例中，所述排水管201的顶端封口，顶面管壁具有网孔。在一些实施例中，所述排水管201位于汇流槽2内的那部分是一个圆柱体的滤网，位于汇流槽2下方的那部分不具有网孔。

在一些实施例中，所述汇流槽2的底板与水平面之间的夹角为15～20度，与所述排水管201之间的夹角为80～85度。

在一些实施例中，所述外壳1的顶部设有悬挂部件6，所述悬挂部件6为多个带挂钩的高弹力绳。在一些实施例中，将所述高弹力绳的挂钩挂在雨箅子上采集径流样品。

在一些实施例中，所述外壳1、汇流槽2、排水管201、旋转轴301、轮叶302、支撑杆501和/或固定管502采用不锈钢制成。

在一些实施例中，所述固定管502通过下端敞口的筒状支架7固定在所述外壳1上；所述支架7的侧壁上端与所述外壳1的侧壁下端固定连接；所述支架7的下端插入所述采样瓶4的瓶口；所述固定管502设置在所述支架7的顶板701中央；以所述固定管502为界，所述顶板701邻接所述外壳1内壁的区域为挡水区，远离所述外壳1内壁的区域为进水区；所述进水区开设有进水口702，从所述样品通道303流出的样品通过所述进水口702流入下方的采样瓶4中；所述外壳1在所述支架7连接处的上方侧壁上开设有排水口101。

在一些实施例中，所述支架7的外壁上设有固定件703；所述采样瓶4与所述固定件703可拆卸连接。

在一些实施例中，所述旋转轴301的两端通过轴承安装在所述外壳1的侧壁上。在一些实施例中，所述轴承为防水轴承。

在一些实施例中，所述采样瓶4通过高弹力网8悬挂在所述固定件703上。

在一些实施例中，所述采样瓶4为广口采样瓶。

在一些实施例中，所述旋转轴301上安装有4组以旋转轴为中心相对排列的轮叶302；所述轮叶302为矩形板，其一端固定在旋转轴301上，相对的另一端设有卡凸304，且板面平行于所述旋转轴301；4组轮叶302将所述旋转轴301的外周面分隔为8个沿旋转轴301的轴向延伸的区域，这8个区域构成了4组沿旋转轴301的轴心两两相对的区域，其中只有1组相对的区域上开设有允许径流样品通过的样品通道303，所述样品通道303从其中一个区域穿过旋转轴301的中心并通向另一个区域，其它3组相对的区域上都没有开设样品通道。因此，在竖轮3被径流冲击后旋转的过程中，只有当所述样品通道303被旋转至对着排水管201管口的位置时，径流才能通过样品通道303进入下方的采样瓶4中。该设计确保了每次分流只有少量的样品能够收集到采样瓶4中，同时也能够实现对一次径流过程的连续采样，收集的样品能够更好地代表一次径流的整体情况。

在一些实施例中，所述外壳1的顶部设有9个带挂钩的高弹力绳，中央位置设置一个长弹力绳，在使用过程中可以将9个带挂钩的高弹力绳挂在雨箅子上，径流结束后，通过中间的长弹力绳将自动采样器下放到下水道底部，再取走样品。

在本发明的一个实施例中，所述外壳1长100mm、宽100mm、高203mm；所述排水管201为外直径10mm的不锈钢圆管，管壁上均匀开设有直径2mm的网孔；所述轮叶302为长35mm、宽35mm的不锈钢板，其一端焊接在所述旋转轴301上，另一端为自由端并焊接卡凸304；所述旋转轴301为外直径10mm的不锈钢圆管；所述支撑杆501为直径2mm的不锈钢杆，其上端穿过固定管502后弯折成可与所述卡凸304相卡合的卡勾503；所述支撑杆501与所述浮球5的总高度为86mm；所述固定管502长20mm，直径4mm。

在本发明的一些实施例中，采用如下方法制作地表径流自动采样器：

所需材料：

0.5mm厚的不锈钢板、外直径10mm的不锈钢圆管、内直径4mm的不锈钢圆管、直径30mm的浮球、直径2mm的不锈钢杆、高弹力绳、高弹力网、采样瓶等。

制作方法：

1、制作外壳

采用0.5mm厚的不锈钢板焊接成上下两端敞口的矩形筒，长100mm、宽100mm、高203mm，该矩形筒即为外壳。在外壳的顶部连接9个带挂钩的高弹力绳，并在中央位置额外设置一个长弹力绳。9个弹力绳较短，用于将采样器挂在雨箅子上进行采样，可防止径流过大，将采样器冲走。中央的长弹力绳用于在径流结束后，将采样器下放到下水道底部，方便取走样品。

2、制作汇流槽

汇流槽直接借用外壳的侧壁。在外壳内，距离外壳顶部50mm的位置焊接一块不锈钢板，作为汇流槽的底板。该底板与外壳的四个内壁分别焊接，将底板设计成具有15度的坡度，在底板的最低处安装排水管，以防止泥沙在汇流槽部分沉淀。采用外直径10mm、长69mm的不锈钢圆管作为排水管。在汇流槽的底板上开孔，安装好排水管，使排水管的大部分管壁(长50mm)位于汇流槽内，仅一小段(长19mm)向下穿过汇流槽的底板，出水口朝下。使排水管靠近外壳的右侧内壁，排水管的中心轴与外壳的右侧内壁之间的距离为17mm。在位于汇流槽内的排水管管壁上均匀打上直径2mm的网洞，形成滤网，可有效避免杂物堵塞对径流样品采集的影响。位于汇流槽底板下方的排水管管壁上不打网洞。

3、制作竖轮

采用外直径10mm、长100mm的不锈钢圆管作为旋转轴，通过防水轴承将旋转轴的两端安装在外壳的前后两侧内壁上，使旋转轴的轴向中点与外壳各个内壁之间的距离均为50mm，使旋转轴的中心轴与排水管下端的管口之间的垂直距离为34mm。采用8块长35mm、宽35mm的不锈钢板作为轮叶，将轮叶的一端沿旋转轴的轴向焊接在旋转轴上，使轮叶的板面平行于旋转轴。8个轮叶均匀间隔地焊接在旋转轴上，相邻的两个轮叶之间的夹角为45度。在轮叶的径向外端(即自由端)焊接不锈钢条，形成凸起结构，即为卡凸。8个轮叶将旋转轴的外周面分隔为8个沿旋转轴的轴向延伸的区域，这8个区域构成4组沿旋转轴的轴心两两相对的区域，在其中1组相对的区域上开设样品通道，使样品通道径向穿过旋转轴的中心，从而允许径流从其中一个区域经样品通道流向另一个区域。其余3组相对的区域不开设样品通道，不允许径流通过。

4、制作浮球装置和支架

浮球装置由浮球、支撑杆、固定管组成。采用直径2mm，长55mm的不锈钢杆作为支撑杆。采用直径4mm、长20mm的不锈钢圆管作为固定管。将浮球固定于支撑杆的下端，将支撑杆的上端穿过固定管后弯折成卡勾，该卡勾可与轮叶自由端的卡凸相卡合。固定管通过支架固定在外壳下端的侧壁上。固定管用于使支撑杆始终保持竖立。

支架是由1块顶板和4块侧立板焊接而成的下端敞口的矩形筒。顶板和侧立板均为50mm×50mm的不锈钢板。支架的外壁下部设有固定件，例如钉或钩。将支架左侧侧壁的上端焊接在外壳左侧侧壁的下端。将固定管焊接在顶板上，固定管的中心轴与外壳的左侧内壁之间距离20mm。以固定管为界，邻接外壳内壁的顶板区域(顶板的左侧区域)为挡水区(宽20mm)，远离外壳内壁的顶板区域(顶板的右侧区域)为进水区(宽30mm)，在进水区上开设进水口。在支架与外壳焊接处的上方外壳侧壁上开设排水口，用于排出顶板挡水区的多余径流。

5、安装采样瓶

将广口采样瓶通过高弹力网固定在支架外壁的固定件上，采样瓶的瓶口向上，将所述支架的下端插入采样瓶的瓶口，将浮球放入采样瓶中。采样瓶的瓶口大小与支架的尺寸匹配，刚好可以允许支架下端插入。浮球和支撑杆的整体高度为86mm，以确保水位上升到采样瓶瓶口时浮球上升，使卡勾向上运动并卡住轮叶外端的卡凸，阻止竖轮旋转。在样品采集过程中(卡勾和卡凸卡合之前)，浮球通过卡勾悬挂在固定管上。当卡勾卡住竖轮装置时，样品通道的中心轴与重垂线之间的夹角为67.5度(较小的那个夹角)。

采样器的安装和使用：

通过9条高弹力绳上的挂钩将地表径流自动采样器固定于雨箅子上即为安装完毕。采样时，采样器通过9个弹力绳悬空工作。径流结束后，通过中间长弹力绳的下放将采样器放到下水道底部，再将采样瓶拆下，带走径流样品。

本文中所采用的描述方位的词语“上”，“下”，“左”，“右”，“前”，“后”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中，这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动，仍处于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地表径流自动采样器，其特征在于：包括上下两端敞口的筒状外壳(1)以及设置在所述外壳(1)内的汇流槽(2)和竖轮(3)；

所述汇流槽(2)的顶部敞口，底部设有排水管(201)；所述排水管(201)的出水口朝下且位于所述竖轮(3)的上方；

所述竖轮(3)包括可围绕水平轴线旋转的旋转轴(301)和沿周向间隔设置在所述旋转轴(301)上的若干个轮叶(302)；所述旋转轴(301)上设有径向贯穿所述旋转轴(301)的样品通道(303)；所述轮叶(302)的径向外端设有卡凸(304)；

所述竖轮(3)的下方设有采样瓶(4)；所述采样瓶(4)内设有浮球(5)，所述浮球(5)与支撑杆(501)的一端固定连接，所述支撑杆(501)的另一端向上穿过固定管(502)后弯折成可与所述卡凸(304)相卡合的卡勾(503)，所述固定管(502)被固定在所述外壳(1)上；

所述采样器被配置成：径流样品通过所述排水管(201)向下流动，带动所述竖轮(3)旋转，当所述样品通道(303)的一端对着所述排水管(201)的出水口，另一端对着所述采样瓶(4)的瓶口时，所述径流样品通过所述样品通道(303)流入所述采样瓶(4)中；当所述采样瓶(4)中的径流样品累积到预定高度时，所述浮球(5)上浮至所述卡勾(503)刚好与所述卡凸(304)卡合，使所述竖轮(3)停止旋转，阻止后续径流样品流入所述采样瓶(4)中。

2.根据权利要求1所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述若干个轮叶(302)将所述旋转轴(301)的外周面分隔成若干个沿轴向延伸的区域，其中仅有两个相对的区域上设有径向贯穿所述旋转轴(301)的样品通道(303)。

3.根据权利要求2所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述竖轮(3)设置在所述外壳(1)的内部中央；所述排水管(201)和所述固定管(502)分别靠近所述外壳(1)的相对的两侧内壁；所述旋转轴(301)上均匀设置8个轮叶(302)，相邻的两个轮叶(302)之间的夹角为45度；所述旋转轴(301)上只设有一个样品通道(303)。

4.根据权利要求3所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述轮叶(302)为矩形板，所述矩形板的一端固定在所述旋转轴(301)的外周面上，相对的另一端设置卡凸(304)；所述轮叶(302)的板面平行于所述旋转轴(301)。

5.根据权利要求1所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述排水管(201)竖直向上延伸到所述汇流槽(2)的内部，且位于所述汇流槽(2)内的排水管(201)管壁上具有网孔；所述汇流槽(2)的底板与水平面之间的夹角为15～20度，与所述排水管(201)之间的夹角为80～85度。

6.根据权利要求1所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述外壳(1)的顶部设有悬挂部件(6)，所述悬挂部件(6)为多个带挂钩的高弹力绳。

7.根据权利要求1所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述外壳(1)、汇流槽(2)、排水管(201)、旋转轴(301)、轮叶(302)、支撑杆(501)和/或固定管(502)采用不锈钢制成。

8.根据权利要求1-7任一所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述固定管(502)通过下端敞口的筒状支架(7)固定在所述外壳(1)上；所述支架(7)的侧壁上端与所述外壳(1)的侧壁下端固定连接；所述支架(7)的下端插入所述采样瓶(4)的瓶口；所述固定管(502)设置在所述支架(7)的顶板(701)中央；以所述固定管(502)为界，所述顶板(701)邻接所述外壳(1)内壁的区域为挡水区，远离所述外壳(1)内壁的区域为进水区；所述进水区开设有进水口(702)，从所述样品通道(303)流出的样品通过所述进水口(702)流入下方的采样瓶(4)中；所述外壳(1)在所述支架(7)连接处的上方侧壁上开设有排水口(101)；所述支架(7)的外壁上设有固定件(703)；所述采样瓶(4)与所述固定件(703)可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的地表径流自动采样器，其特征在于：所述旋转轴(301)的两端通过轴承安装在所述外壳(1)的侧壁上；所述采样瓶(4)通过高弹力网(8)悬挂在所述固定件(703)上。

10.权利要求1-9任一所述的地表径流自动采样器在地表径流采集中的应用。

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