CN113790929A - 一种野外农田淋溶水自动采样监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农田面源污染监测技术领域，具体公开了一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，包括采样组件和自动检测组件，采样组件包括采样管，采样管的长度不低于1.5m，采样管内设有抽水软管和水位传感器，采样管靠近下端的侧壁上开设有若干透水孔，采样管的顶部设有防雨帽，抽水软管的顶部设有位于采样管外部的倒L形的弯头，防雨帽的侧壁上开设有供弯头通过的安装孔，自动检测组件能够对采样管内的淋溶水进行监测。采用本发明的方案，能有效减少施工量，便于安装和拆卸，本方案中通过水位传感器明确采样管内部的水位，防雨帽能够防止外界雨水直接进入到采样管内，从而降低对雨水对采样结果的影响，减少外界因素对淋溶水的采样结果影响。
Description
技术领域
本发明属于农田面源污染监测技术领域，具体涉及了一种野外农田淋溶水自动采样监测设备。
背景技术
随着化肥农药的大量使用，而过量的施肥不能被作物吸收利用，导致氮磷养分在土壤中向下淋溶进而污染地下水，使得农业面源已成为氮、磷等污染物的主要来源，总氮、总磷排放量分别约占污染物排放总量的65.30％和64.74％，农业源污染在对河流湖泊水体产生负面影响的同时，也成为了制约农业可持续发展的重要因素，因此针对农业面源的监测与治理急需展开研究。
在农田水循环系统中，农田淋溶水逐渐富集随地下水运动进入河流中，以往对农田面源的观测中大多忽略了对农田中土壤淋溶水的水质监测，而室内人工土柱模拟试验方法不能完全模拟自然环境的复杂多变，因此本申请提供了一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，以便于对农田中土壤淋溶水的水质监测。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，以便于对农田中土壤淋溶水的水质监测。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，包括采样管，所述采样管的长度不低于1.5m，采样管内设有抽水软管和水位传感器，采样管靠近下端的侧壁上开设有若干透水孔，所述采样管的顶部设有防雨帽，抽水软管的顶部设有位于采样管外部的倒L形的弯头，防雨帽的侧壁上开设有供弯头通过的安装孔。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本方案中，采样管为立柱式，且长度不低于1.5m使其能有效减少施工量，便于安装和拆卸，本方案中抽水软管与水位传感器均放置在采样管内部，通过抽水软管可实现单次水样的排空，通过水位传感器可明确采样管内部的水位，而防雨帽的设置能够防止外界雨水直接进入到采样管内，从而降低对雨水对采样结果的影响，另外本方案中，在抽水软管上设置L形弯头，使其通过开设有在防雨帽侧壁上的安装孔伸出，这样也防止外界雨水通过安装孔直接进入到采样管内，减少外界因素对淋溶水的采样结果影响。
进一步，所述采样管的直径不小于50mm，透水孔的直径不超过5mm。
有益效果：这样使得采样管能够容纳足够的淋溶水，且将透水孔的直径设置为不超过5mm，能够减少外界泥土进入到采样管内，从而避免样品被污染。
进一步，所述采样管的外壁上设有地表止水环，地表止水环与采样管的管口之间的距离不超过300mm。
有益效果：一方面地表止水环能够将采样管固定在地表上，防止被移动或破坏，另一方面可以初步拦截降雨以及部分地表径流，避免地表水通过透水孔直接流入采样管内，从而影响采样的结果。
进一步，所述采样管的外壁上设有地下止水环，地下止水环位于透水孔的上方，且与采样管底部之间的距离不低于650mm。
有益效果：地下止水环主要用于进一步阻挡地表水顺管壁，并通过透水孔直接流入采样管的内部，影响采样结果。
进一步，所述地表止水环和地下止水环均采用亚克力或PVC材质制成，地表止水环以及地下止水环与采样管的管壁之间采用胶水粘合。
有益效果：这样使得地表止水环以及地下止水环与采样管之间的密封性增强，进一步防止地表水进入到采样管内。
进一步，所述采样管外部包裹有尼龙纱布层，所述尼龙纱布层覆盖住所有的透水孔。
有益效果：这样设置防止泥土经过透水孔进入到采样管内，从而污染样品，以及堵塞抽水软管。
进一步，所述采样管外部设有滤水组件，所述滤水组件包括石英砂层和滤水筒，所述滤水筒采用尼龙纱网支撑，石英砂层设置在滤水筒与采样管之间。
有益效果：这样设置采用尼龙纱网以及石英砂作为围挡，防止土壤堵塞住透水孔，并进一步提高样品检测的精准性。
进一步，所述自动检测组件包括排空抽水泵、存储器、水质在线分析设备以及开关传感系统，排空抽水泵与抽水软管连接，存储器底部连接有连通管，连通管远离存储器一端埋入石英砂层中并与采样管的底部连通，且存储器与采样管内的水位一致，在存储器的底部设有放空电磁阀，开关传感系统用于控制排空抽水泵、水质在线分析设备以及放空电磁阀的启闭。
有益效果：本方案中由于连通管远离存储器一端埋入石英砂层中并与采样管的底部连通，且保证存储器与采样管内的水位一致，因此存储器与采样管之间形成一个连通器结构，既淋溶水进入采样管内，并通过连通管进入存储器内，而当水位传感器监测到采样管内的水位达到预设高度后，将信号传递给开关传感系统，打开水质在线分析设备，对存储器内采集的水样进行分析，得出分析结果。
当水样分析完成后，通过开关传感系统打开排空抽水泵以及放空电磁阀，同时将采样管以及存储器内的水样放空，以防止对下次样品分析造成影响，而当取样管以及存储器内的水位下降至预设高度后，同时关闭放空电磁阀以及排空抽水泵，等待农田淋溶水进入采样管内，开启下一轮水样采集和监测试验。
因此采用本方案实现了农田淋溶水的实时监测。
附图说明
图1为本发明实施例中的部分结构示意图。
图2为本发明实施例中采样管的轴测图。
图3为本发明实施例中防雨帽的轴测图。
说明书附图中的附图标记包括：采样管10、透水孔11、地表止水环12、地下止水环13、抽水软管14、水位传感器15、防雨帽16、弯头17、安装孔18、存储器19、水质在线分析设备20、连通管21、放空电磁阀22、石英砂层23。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。
实施例：
基本如图1、图2和图3所示，一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，包括采样组件和自动检测组件，其中采用组件包括采样管10，采样管10竖向设置，采样管10的长度不低于1.5m，采样管10的半径为50mm，在采样管10靠近下端的侧壁上开设有若干直径为5mm的透水孔11。
在采样管10的外壁上设有地表止水环12和地下止水环13，地表止水环12和地下止水环13均采用亚克力或PVC材质制成，在地表止水环12以及地下止水环13与采样管10的管壁之间采用胶水粘合，地表止水环12和地下止水环13的外径为400mm，地表止水环12距离采样管10的管口为300mm，地下止水环13位于透水孔11的上方，且距离采样管10的管底为650mm。
在采样管10内设有抽水软管14和水位传感器15，在采样管10的顶部设有防雨帽16，在抽水软管14的顶部设有位于采样管10外部的倒L形的弯头17，防雨帽16的侧壁上开设有供弯头17通过的安装孔18，弯头17与安装孔18之间通过胶水粘合，防雨帽16的半径为130mm。
在采样管10外部包裹有尼龙纱布层(图中未示出)，尼龙纱布层覆盖住所有的透水孔11，另外还设有滤水组件，本实施例中滤水组件包括石英砂层23和滤水筒，其中滤水筒采用尼龙纱网制成，滤水筒的半径为200mm，石英砂层设置在滤水筒与采样管10之间，石英砂层能覆盖住所有的透水孔11，且石英砂层23的高度为300mm。
在安装时，需将地表止水环12以下部分完全埋入待取样的土壤内，使得采样管10在地表止水环12的作用下固定在土壤中，同时能防止一部分地表水直接沿管壁流入透水孔11。另外采样管10地表部分需高于田坎，避免暴雨时水流排出不及时导致防雨帽16脱落，使得地表水直接灌入采样管10内。
本实施例中自动检测组件包括排空抽水泵、存储器19、水质在线分析设备20以及开关传感系统，其中排空抽水泵与抽水软管14连接，存储器19底部连接有连通管21，连通管21远离存储器19一端埋入石英砂层23中并与采样管10的底部连通，且保证存储器19与采样管10内的水位一致，在存储器19的底部设有放空电磁阀22，排空抽水泵、水质在线分析设备20、水位传感器15、放空电磁阀22均与开关传感系统电信号连接，开关传感系统用于控制排空抽水泵、水质在线分析设备20以及放空电磁阀22的启闭。
由于连通管21远离存储器19一端埋入石英砂层23中并与采样管10的底部连通，且保证存储器19与采样管10内的水位一致，因此存储器19与采样管10之间形成一个连通器结构，既淋溶水进入采样管10内，并通过连通管21进入存储器19内，而当水位传感器15监测到采样管10内的水位达到预设高度后，将信号传递给开关传感系统，打开水质在线分析设备20，对存储器19内采集的水样进行分析，得出分析结果。
而当水样分析完成后，通过开关传感系统打开排空抽水泵以及放空电磁阀22，同时将采样管10以及存储器19内的水样放空，以防止对下次样品分析造成影响，而当取样管以及存储器19内的水位下降至预设高度后，同时关闭放空电磁阀22以及排空抽水泵，等待农田淋溶水进入采样管10内，开启下一轮水样采集和监测试验。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：包括采样组件和自动检测组件，所述采样组件包括采样管，所述采样管的长度不低于1.5m，采样管内设有抽水软管和水位传感器，采样管靠近下端的侧壁上开设有若干透水孔，所述采样管的顶部设有防雨帽，抽水软管的顶部设有位于采样管外部的倒L形的弯头，防雨帽的侧壁上开设有供弯头通过的安装孔，自动检测组件能够对采样管内的淋溶水进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述采样管的直径不小于50mm，透水孔的直径不超过5mm。
3.根据权利要求1所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述采样管的外壁上设有地表止水环，地表止水环与采样管的管口之间的距离不超过300mm。
4.根据权利要求3所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述采样管的外壁上设有地下止水环，地下止水环位于透水孔的上方，且与采样管底部之间的距离不低于650mm。
5.根据权利要求4所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述地表止水环和地下止水环均采用亚克力或PVC材质制成，地表止水环以及地下止水环与采样管的管壁之间采用胶水粘合。
6.根据权利要求1所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述采样管外部包裹有尼龙纱布层，所述尼龙纱布层覆盖住所有的透水孔。
7.根据权利要求6所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述采样管外部设有滤水组件，所述滤水组件包括石英砂层和滤水筒，所述滤水筒采用尼龙纱网支撑，石英砂层设置在滤水筒与采样管之间。
8.根据权利要求7所述的一种野外农田淋溶水自动采样监测设备，其特征在于：所述自动检测组件包括排空抽水泵、存储器、水质在线分析设备以及开关传感系统，排空抽水泵与抽水软管连接，存储器底部连接有连通管，连通管远离存储器一端埋入石英砂层中并与采样管的底部连通，且存储器与采样管内的水位一致，在存储器的底部设有放空电磁阀，开关传感系统用于控制排空抽水泵、水质在线分析设备以及放空电磁阀的启闭。
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