CN202939066U - 基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，该系统在坡面径流小区的坡脚隔墙的外壁设置有表面径流中氮磷等元素观测收集装置，坡脚隔墙内壁设置有壤中流中氮磷等元素观测收集装置，坡面径流小区中部设置有浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置。还可以在该小区内不同坡长位置设置多个壤中流中氮磷等元素观测收集装置，在壤中流中氮磷等元素观测收集装置的截留板上设置有一个以上的壤中流收集槽。本实用新型可同时测定地表面径流、相同坡长而不同土层的壤中流、浅层地下水中氮磷等元素的淋溶迁移、浅层地下水的升降，还可测定不同坡长的壤中流中氮磷等元素的淋溶迁移，该系统能为农田面源污染的机制研究提供合理、科学的数据。

Description

基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统

技术领域

本实用新型涉及一种氮磷等可溶性元素随坡面水文循环过程中，其淋溶迁移的观测收集系统，该系统特别是适应于土层较深，而且存在浅层地下水的坡地，对坡面表层径流、不同深度的壤中流和浅层地下水中的氮磷等元素进行观测收集，属于农业技术领域。

背景技术

现代农业生产中，农民为了追求作物高产，在种植过程中大量的施入化学氮磷等肥料，除小部分被作物吸收利用外，其余大部分的氮磷等养分被存储在土壤中或进入大气和水体，对环境造成严重威胁。特别是在坡耕地中，氮磷等养分的损失更大。但是，目前还没有一种比较好的装置，从整个坡面水文循环过程出发（表层径流、壤中流和浅层地下水），对不同坡长、不同坡度、不同土层深度的氮磷等元素的淋溶迁移进行有效的观测和收集，也造成了坡面氮磷的淋溶、迁移和转化等机理研究还不清楚。

整个坡面水文循环过程可以分为3部分：首先，降雨后在坡面形成的表面径流过程（即径流泥沙过程），其次是渗入土层中的水流形成的壤中流过程，最后是土层中的水流继续下渗，渗入到浅层地下水，造成地下水位升降的过程。在这3个水文过程中，携带了大量的氮磷等元素，随之进行淋溶迁移，造成了严重的资源浪费和环境污染，是农业面源污染的主要途径。目前，关于对氮磷等元素随坡面水文循环系统淋溶迁移的观测收集装置还未见报道。

目前虽然存在关于坡面表层径流和壤中流的收集装置（中国专利号：ZL200710064068.6,发明名称“薄层坡地壤中流测定系统”，公开日 2007年8月15日，公告号：CN101017104；中国专利号：200710050941.6，发明名称“薄坡地水土流失观测小区的修建方法及观测小区的构造”，公开日： 2008.07.30，公开号： CN101231185），虽然这些装置（系统）也能观测氮磷等元素在表层径流和壤中流的迁移，但这些装置缺少对浅层地下水水位升降的观测装置，从而存在对壤中流中的氮磷元素继续迁移到地下水后而无法观测的问题，使得这种装置不适用于土层较深，地下水埋深较浅的坡面（地下水埋深：地下水（潜水）水面（潜水面）至地面的距离）。而且这些装置在同一个观测小区内仅是收集单一坡度、单一坡长和单一土层深度下产生的壤中流，而缺少在同一个观测小区内对相同坡度、不同坡长和不同土层深度下壤中流的收集，若观测相同坡度、不同坡长和不同土层深度下壤中流，需要建多个观测小区，增加了建造费用。而且一些观测小区在建造过程中需要移去母岩层以上的土壤，使得建造过程费时费力，也造成了这些观测小区仅适用于土层较薄的坡面。而且观测小区建好后，重新回填土壤，也破坏了土壤结构，使得近期内观测的水文数据误差较大。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在在同一个观测小区内对相同坡度、不能观测和收集不同坡长和不同土层深度下壤中流、以及不能对浅层地下水水位升降的观测及其氮磷等元素淋溶迁移的观测收集的缺陷和不足，提供一种结构简单，操作、维护便捷，能将表面径流和相同坡度、不同坡长、不同土层深度的壤中流以及浅层地下水中的氮磷等化学元素进行收集观测的系统，该系统可用于坡面水文要素平衡、氮磷等可溶性元素的淋溶迁移的综合定量测定。

本实用新型所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，设有坡面径流小区，坡面径流小区由土体和土体四周围成的坡脚隔墙、坡顶隔墙和相对应的两个侧面隔墙构成，坡脚隔墙、坡顶隔墙和相对应的两个侧面隔墙均竖直设置，坡面径流小区的坡脚隔墙的外壁设置有表面径流中氮磷等元素观测收集装置，坡脚隔墙内壁设置有壤中流中氮磷等元素观测收集装置，坡面径流小区内中部设置有浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置。

所述的表面径流中氮磷等元素观测收集装置由表面径流收集槽、表面径流导流管、表面径流收集池组成；表面径流收集槽的长L与坡面径流小区的宽M相等，表面径流收集槽的一长侧壁与坡面径流小区的坡脚隔墙外壁固定连接且该长侧壁顶面与坡脚隔墙的隔墙顶面平齐，表面径流收集池的顶部设置有固定盖板Ⅰ和活动盖Ⅰ，固定盖板Ⅰ与表面径流收集池的顶部固定连接，固定盖板Ⅰ的面积为表面径流收集池的顶面面积的1/2～2/3，活动盖Ⅰ的盖面面积为表面径流收集池的顶面面积的1/2～1/3，固定盖板Ⅰ的面积与活动盖Ⅰ的盖面面积之和等于表面径流收集池的顶面面积，活动盖Ⅰ与固定盖板Ⅰ通过铰链连接，表面径流收集池的一侧壁下部设置有表面径流排水管，表面径流排水管端口设置有表面径流排水管盖，表面径流排水管盖与表面径流排水管通过螺纹连接，表面径流导流管的一端与表面径流收集槽的底部连通，表面径流导流管的另一端与表面径流收集池的固定盖板Ⅰ连通。

所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置由截留板、一个以上的壤中流收集槽、壤中流导流管、壤中流收集池、鹅卵石层和尼龙网组成，壤中流导流管的数量与壤中流收集槽的数量相等；壤中流收集池的顶部设置有固定盖板Ⅱ和活动盖Ⅱ，固定盖板Ⅱ与壤中流收集池的顶部固定连接，固定盖板Ⅱ的面积为壤中流收集池的顶面面积的1/2～2/3，活动盖Ⅱ的盖面面积为壤中流收集池的顶面面积的1/2～1/3，固定盖板Ⅱ的面积与活动盖Ⅱ的盖面面积之和等于壤中流收集池的顶面面积，活动盖Ⅱ与固定盖板Ⅱ通过铰链连接，壤中流收集池的一侧壁下部设置有壤中流排水管，壤中流排水管端口设置有壤中流排水管盖，壤中流排水管盖与壤中流排水管通过螺纹连接；壤中流收集槽底部设置有开口，各壤中流收集槽在同一平面上从上至下排列，两两壤中流收集槽间隔排列，截留板穿过每个壤中流收集槽的开口并与开口固定连接，壤中流收集槽的槽口向上，且壤中流收集槽呈2o～ 3o的倾斜度，壤中流收集槽向上倾斜的端面与坡面径流小区的一侧面隔墙固定连接，壤中流收集槽向下倾斜的端头设置在坡面径流小区的另一侧面隔墙内并与壤中流导流管的一端口连通，壤中流导流管的另一端口与壤中流收集池的固定盖板Ⅱ连通，截留板的两侧面分别与坡面径流小区相对应的侧面隔墙的内壁固定连接，截留板与坡面径流小区的坡脚隔墙平行，截留板的顶端面与坡面径流小区内的土体表面平齐，分布在截留板上部的第一个壤中流收集槽的槽口端面低于坡面径流小区内的土体表面20cm～25cm，所述的壤中流收集槽内设置有鹅卵石层，鹅卵石层表面设置有尼龙网。

所述的浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置由底部封闭的浅层地下水收集管、管盖、尼龙网、铁丝网组成，在与所述的浅层地下水收集管底面相距20cm～25cm的浅层地下水收集管的管壁上设置有一个浅层地下水进水孔，浅层地下水进水孔的外表面设置有尼龙网，尼龙网表面设置有铁丝网，浅层地下水收集管的顶端口通过螺纹连接有管盖；所述的浅层地下水进水孔的孔口与地下水位的表面平齐，浅层地下水收集管高出坡面径流小区内的土体表面。

在上述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置与坡面径流小区的坡顶隔墙之间还可设置一个以上的壤中流中氮磷等元素观测收集装置，该一个以上的壤中流中氮磷等元素观测收集装置与坡面径流小区的连接关系与上述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置与坡面径流小区的连接关系相同。

所述的尼龙网的孔径可以为0.5mm～1mm。

所述的铁丝网的孔径可以为0.5mm～1mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本实用新型可同时测定地表面径流、相同坡长而不同土层的壤中流、浅层地下水中氮磷等元素的淋溶迁移情况、浅层地下水的升降，还可测定不同坡长的壤中流氮磷等元素的淋溶迁移情况。该系统能为农田面源污染的机制研究提供合理、科学的数据。

本实用新型可以在截留板上即同一垂直面上设置一个以上的壤中流收集槽，两个壤中流收集槽之间可以根据需要测定不同土层深度的壤中流，排布各壤中流收集槽之间的距离，因此，在降雨过后，既可以通过表面径流中氮磷等元素观测收集装置测定表面径流中氮磷等元素的淋溶迁移情况、同时可测定相同坡长的不同土层深度的壤中流氮磷等元素的淋溶迁移情况，既节省原料成本，又节省收集壤中流的时间成本，还可同时通过浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置测定浅层地下水的水位上升下降情况及其浅层地下水中氮磷等元素的淋溶迁移情况。各收集池设置的活动盖，浅层地下水收集管设置的管盖，均方便取水样进行氮磷等化学元素淋溶物的分析测定，能够有效的区分确定出不同水流所携带的污染负荷，解决氮磷等元素淋溶迁移的过程机制。也可防止雨水和土体进入收集池、收集管内。

本实用新型还可以根据测定不同坡长的壤中流计划，在位于坡面径流小区坡脚隔墙内壁的壤中流中氮磷等元素观测收集装置与坡顶隔墙之间增置一个以上的壤中流中氮磷等元素观测收集装置，因此，本实用新型还可在同一坡面径流小区内测定不同坡长的壤中流氮磷等元素的淋溶迁移情况。

本实用新型设计巧妙、结构简单、方便修建、操作维护便捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2 是坡面径流小区的结构示意图；

图3 是表面径流中氮磷等元素观测收集装置的结构示意图；

图4 是坡面径流小区与表面径流中氮磷等元素观测收集装置连接的结构示意图；

图5是壤中流中氮磷等元素观测收集装置的结构示意图；

图6是壤中流收集槽的结构示意图；

图7是截留板的结构示意图；

图8是浅层地下水收集管的结构示意图；

图9是浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置的结构示意图；

图10是图9中A-A剖视图；

图11设置有两个壤中流中氮磷等元素观测收集装置的本实用新型的结构示意图；

图中各标记依次表示：1—坡面径流小区、2—表面径流中氮磷等元素观测收集装置、3—壤中流中氮磷等元素观测收集装置、4—浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置、11—坡脚隔墙、12—坡顶隔墙、13—侧面隔墙、21—表面径流收集槽、22—表面径流导流管、23—表面径流收集池、233—固定盖板Ⅰ、234—活动盖Ⅰ、235—表面径流排水管、236—表面径流排水管盖、31—截留板、32—壤中流收集槽、321—壤中流收集槽底部开口，322—壤中流收集槽向上倾斜的端面、323—壤中流收集槽向下倾斜的端头、33—壤中流导流管、34—壤中流收集池、341—固定盖板Ⅱ、342—活动盖Ⅱ、343—壤中流排水管、344—壤中流排水管盖、41—浅层地下水收集管、42—管盖、43—浅层地下水进水孔、44—尼龙网、45—铁丝网、L表示表面径流收集槽的长、M表示坡面径流小区的宽。

具体实施方式

实施例1

参见图1-图10，本实用新型所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统由坡面径流小区1、表面径流中氮磷等元素观测收集装置2、壤中流中氮磷等元素观测收集装置3、浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置4组成，坡面径流小区1由土体和土体四周围成的坡脚隔墙11、坡顶隔墙12和相对应的两个侧面隔墙13构成，坡脚隔墙11、坡顶隔墙12和相对应的两个侧面隔墙13的墙体均竖直设置，坡面径流小区1的坡脚隔墙11的外壁设置有表面径流中氮磷等元素观测收集装置2，坡脚隔墙11内壁设置有壤中流中氮磷等元素观测收集装置3，坡面径流小区1内中部设置有浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置4。表面径流中氮磷等元素观测收集装置2、壤中流中氮磷等元素观测收集装置3、浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置4各部件的结构以及与坡面径流小区1的连接和位置关系如下：

所述的表面径流中氮磷等元素观测收集装置2由表面径流收集槽21、表面径流导流管22、表面径流收集池23组成；表面径流收集槽21的长L与坡面径流小区1的宽M相等，表面径流收集槽21的一长侧壁与坡面径流小区1的坡脚隔墙11外壁固定连接且该长侧壁顶面与坡脚隔墙11的隔墙顶面平齐，表面径流收集池23的顶部设置有固定盖板Ⅰ233和活动盖Ⅰ234，固定盖板Ⅰ233与表面径流收集池23的顶部固定连接，固定盖板Ⅰ233的面积为表面径流收集池23的顶面面积的1/2及活动盖Ⅰ234的盖面面积为表面径流收集池23的顶面面积的1/2，或固定盖板Ⅰ233的面积为表面径流收集池23的顶面面积的2/3及活动盖Ⅰ234的盖面面积为表面径流收集池23的顶面面积的1/3，即固定盖板Ⅰ233的面积与活动盖Ⅰ234的盖面面积之和等于表面径流收集池23的顶面面积，活动盖Ⅰ234与固定盖板233通过铰链连接，表面径流收集池23的一侧壁下部设置有表面径流排水管235，表面径流排水管235端口设置有表面径流排水管盖236，表面径流排水管盖236与表面径流排水管235通过螺纹连接，表面径流导流管22的一端与表面径流收集槽21的底部连通，表面径流导流管22的另一端与表面径流收集池23的固定盖板Ⅰ233连通。

所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置3由截留板31、一个以上的壤中流收集槽32、壤中流导流管33、壤中流收集池34、鹅卵石层和尼龙网组成，壤中流导流管33的数量与壤中流收集槽32的数量相等；壤中流收集池34的顶部设置有固定盖板Ⅱ341和活动盖Ⅱ342，固定盖板Ⅱ341与壤中流收集池34的顶部固定连接，固定盖板Ⅱ341的面积为壤中流收集池34的顶面面积的1/2，活动盖Ⅱ342的盖面面积为壤中流收集池34的顶面面积的1/2，或固定盖板Ⅱ341的面积为壤中流收集池34的顶面面积的2/3，活动盖Ⅱ342的盖面面积为壤中流收集池34的顶面面积的1/3，即固定盖板Ⅱ341的面积与活动盖Ⅱ342的盖面面积之和等于壤中流收集池34的顶面面积，活动盖Ⅱ342与固定盖板Ⅱ341通过铰链连接，壤中流收集池34的一侧壁下部设置有壤中流排水管343，壤中流排水管343端口设置有壤中流排水管盖344，壤中流排水管盖344与壤中流排水管343通过螺纹连接；壤中流收集槽32底部设置有开口321，各壤中流收集槽32在同一平面上从上至下排列，两两壤中流收集槽32间隔排列，截留板31穿过每个壤中流收集槽32的开口321并与开口321固定连接，壤中流收集槽32的槽口向上，且壤中流收集槽32呈2o～ 3o的倾斜度，壤中流收集槽向上倾斜的端面322与坡面径流小区1的一侧面隔墙13固定连接，壤中流收集槽向下倾斜的端头323设置在坡面径流小区1的另一侧面隔墙13内并与壤中流导流管33的一端口连通，壤中流导流管33的另一端口与壤中流收集池34的固定盖板Ⅱ341连通，截留板31的两侧面分别与坡面径流小区1相对应的侧面隔墙13的内壁固定连接，截留板31与坡面径流小区1的坡脚隔墙11平行（即截留板31的板面与坡面径流小区1的坡脚隔墙11的墙面平行），截留板31的顶端面与坡面径流小区1内的土体表面平齐，分布在截留板31上部的第一个壤中流收集槽32的槽口端面低于坡面径流小区1内的土体表面20cm或25cm，所述的壤中流收集槽32内设置有鹅卵石层，鹅卵石层表面设置有孔径为0.5mm或1mm的尼龙网。

所述的浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置4由底部封闭的浅层地下水收集管41、管盖42、尼龙网44、铁丝网45组成，在与所述的浅层地下水收集管41底面相距20cm或25cm的浅层地下水收集管41的管壁上设置有一个浅层地下水进水孔43，浅层地下水进水孔43的外表面设置有孔径为0.5mm或1mm的尼龙网44，在尼龙网44表面设置有孔径为0.5mm或1mm的铁丝网45，浅层地下水收集管41的顶端口通过螺纹连接有管盖42；所述的浅层地下水进水孔43的孔口与浅层地下水位的表面平齐，使浅层地下水易于进入浅层地下水收集管41，浅层地下水收集管41高出坡面径流小区1内土体表面，便于取下管盖42，从浅层地下水收集管41内取水样进行氮磷等化学元素淋溶物的分析测定和测定浅层地下水的水位上升下降情况。 

本实用新型所述的坡面径流小区1的构造是采用常用的一种方法构成的，即坡面径流小区1由土体和土体四周围成的坡脚隔墙11、坡顶隔墙12和相对应的两个侧面隔墙13构成，坡脚隔墙11、坡顶隔墙12和相对应的两个侧面隔墙13的墙体均竖直设置，四周隔墙的深度为浅层地下水埋深的深度，即可隔断其它水流进入小区，构成一个独立的坡面水文循环系统。建造时在将预测的具有坡度的土体外四周的土挖除，在预观测土体四周用砖并用水泥砂浆将砖缝封闭或混泥土砌成墙（墙体均竖直），使坡面径流小区里的水流不流出该小区，四周墙体外的水也不能进入坡面径流小区，四周的坡脚隔墙11、坡顶隔墙12和相对应的两个侧面隔墙13的深度至浅层地下水埋深的深度，构成一个独立的坡面水文循环系统，坡顶隔墙12和两侧隔墙13高出该小区内的土体表明10cm～20cm，坡脚隔墙11的墙体顶面以及两个侧面隔墙13的墙体顶面与坡顶隔墙12的墙体顶面平齐，即坡脚隔墙11的墙体顶面以及两个侧面隔墙13的墙体顶面与顶隔墙12的墙体顶面为同一平面，且坡脚隔墙11的墙体顶面与该小区内接触的土体表面平齐，这种常规的构造可使小区的土体保持原有状态，没有被破坏，该小区内上坡部位的水流不会溢出该小区，流向下坡方向的水流可顺利地流入表面径流收集槽21内。

实施例2

参见图1-图11，实施例2所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，除在实施例1所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置3与坡面径流小区1的坡顶隔墙12之间设置一个壤中流中氮磷等元素观测收集装置3外，其余结构与实施例1相同，增设的壤中流中氮磷等元素观测收集装置3与坡面径流小区1的连接与实施例1所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置3与坡面径流小区1的连接相同。本实施例是在同一坡面径流小区1内在不同坡长设置两个壤中流中氮磷等元素观测收集装置3，可达到在同一坡面径流小区1内测定不同坡长、不同土层的壤中流中氮磷等元素淋溶迁移情况，研究其淋溶迁移的过程机制的目的。

如果坡面径流小区的坡长更长，还可在该坡面径流小区内不同坡长位置增设1个以上的壤中流中氮磷等元素观测收集装置3，即可节省构建小区的材料，又可测定更多不同坡长的壤中流中氮磷等元素淋溶迁移的过程机制。

本实用新型的工作流程是：

降雨后形成的表层径流沿着坡面径流小区1流入表面径流收集槽21，通过表面径流导流管22进入表面径流收集池23，掀开表面径流收集池23上的活动盖Ⅰ234，取表面径流收集池23内的水样和土样就可以测定氮磷等元素变化，采样后，取下表面径流排水管盖236，表面径流收集池23中多余的径流泥沙即可通过表面径流排水管235排到池外。

同时，渗入土壤中的降雨，被壤中流中氮磷等元素观测收集装置3中的截留板31拦截后，流入壤中流收集槽32，壤中流通过设置在壤中流收集槽32内的尼龙网、鹅卵石顺壤中流收集槽32向下倾斜的方向流入壤中流导流管33、再流入壤中流收集池34内，掀开壤中流收集池34上的活动盖Ⅱ342，取壤中流收集池34内的水样就可以测定氮磷等元素变化，采样后，取下壤中流排水管盖344，多余的壤中流即可通过壤中流排水管343排到池外。

其中，截留板31上可以布设一个以上的壤中流收集槽32，每个壤中流收集槽32布设在截留板31上的位置可以按照试验的要求进行，如截留板31顶端为0cm起算，从截留板31自上而下20cm处设置第一个壤中流收集槽32，则在0～20cm土层中的壤中流汇流到第一个壤中流收集槽32内，若在截留板31自上而下40cm处设置第二个壤中流收集槽32，则分布在20～40cm土层中的壤中流则汇流到第二个壤中流收集槽32内，以此类推。

浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置4根据连通器原理设计，继续下渗到浅层地下水中的水流，引起水位的升降，当地下水位升降到浅层地下水收集管41管壁上的浅层地下水进水孔43时，浅层地下水便通过铁丝网45和尼龙网44进入浅层地下水收集管41内，地下水位升降时，该装置内的水位也随之发生升降，该浅层地下水收集管41高出所述小区内土体表面便于取该管内的水样，取下设置在浅层地下水收集管41顶部的管盖42，便可测定地下水位的升降高度以及取出地下水水样，测定地下水位升降引起的氮磷等化学元素的变化，盖上管盖42可防止雨水和土壤进入该管内。本实用新型各零、部件的连接均按常规方法为无缝连接，以防止坡面径流小区内的水流渗漏和坡面径流小区外的水流流入。

Claims (8)

1.在基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，设有坡面径流小区，其特征在于：坡面径流小区（1）的坡脚隔墙（11）的外壁设置有表面径流中氮磷等元素观测收集装置（2），坡脚隔墙（11）内壁设置有壤中流中氮磷等元素观测收集装置（3），坡面径流小区（1）内中部设置有浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置（4）。

2.根据权利要求1所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的表面径流中氮磷等元素观测收集装置（2）由表面径流收集槽（21）、表面径流导流管（22）和表面径流收集池（23）组成；表面径流收集槽（21）的长L与坡面径流小区（1）的宽M相等，表面径流收集槽（21）的一长侧壁与坡面径流小区（1）的坡脚隔墙（11）外壁固定连接且该长侧壁顶面与坡脚隔墙（11）的隔墙顶面平齐，表面径流收集池（23）的顶部设置有固定盖板Ⅰ（233）和活动盖Ⅰ（234），固定盖板Ⅰ（233）与表面径流收集池（23）的顶部固定连接，固定盖板Ⅰ（233）的面积为表面径流收集池（23）的顶面面积的1/2～2/3，活动盖Ⅰ（234）的盖面面积为表面径流收集池（23）的顶面面积的1/2～1/3，固定盖板Ⅰ（233）的面积与活动盖Ⅰ（234）的盖面面积之和等于表面径流收集池（23）的顶面面积，活动盖Ⅰ（234）与固定盖板（233）通过铰链连接，表面径流收集池（23）的一侧壁下部设置有表面径流排水管（235），表面径流排水管（235）端口设置有表面径流排水管盖（236），表面径流排水管盖（236）与表面径流排水管（235）通过螺纹连接，表面径流导流管（22）的一端与表面径流收集槽（21）的底部连通，表面径流导流管（22）的另一端与表面径流收集池（23）的固定盖板Ⅰ（233）连通。

3.根据权利要求1所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置（3）由截留板（31）、一个以上的壤中流收集槽（32）、壤中流导流管（33）、壤中流收集池（34）、鹅卵石和尼龙网组成，壤中流导流管（33）的数量与壤中流收集槽（32）的数量相等；壤中流收集池（34）的顶部设置有固定盖板Ⅱ（341）和活动盖Ⅱ（342），固定盖板Ⅱ（341）与壤中流收集池（34）的顶部固定连接，固定盖板Ⅱ（341）的面积为壤中流收集池（34）的顶面面积的1/2～2/3，活动盖Ⅱ（342）的盖面面积为壤中流收集池（34）的顶面面积的1/2～1/3，固定盖板Ⅱ（341）的面积与活动盖Ⅱ（342）的盖面面积之和等于壤中流收集池（34）的顶面面积，活动盖Ⅱ（342）与固定盖板Ⅱ（341）通过铰链连接，壤中流收集池（34）的一侧壁下部设置有壤中流排水管（343），壤中流排水管（343）端口设置有壤中流排水管盖（344），壤中流排水管盖（344）与壤中流排水管（343）通过螺纹连接；壤中流收集槽（32）底部设置有开口（321），各壤中流收集槽（32）在同一平面上从上至下排列，两两壤中流收集槽（32）间隔排列，截留板（31）穿过每个壤中流收集槽（32）的开口（321）并与开口（321）固定连接，壤中流收集槽（32）的槽口向上，且壤中流收集槽（32）呈2o～ 3o的倾斜度，壤中流收集槽向上倾斜的端面（322）与坡面径流小区（1）的一侧面隔墙（13）固定连接，壤中流收集槽向下倾斜端头（323）设置在坡面径流小区（1）的另一侧面隔墙（13）内并与壤中流导流管（33）的一端口连通，壤中流导流管（33）的另一端口与壤中流收集池（34）的固定盖板Ⅱ（341）连通，截留板（31）的两侧面分别与坡面径流小区（1）相对应的侧面隔墙（13）内壁固定连接，截留板（31）与坡面径流小区（1）的坡脚隔墙（11）平行，截留板（31）的顶端面与坡面径流小区（1）内的土体表面平齐，分布在截留板（31）上部的第一个壤中流收集槽（32）的槽口端面低于坡面径流小区（1）内的土体表面20cm～25cm，所述的壤中流收集槽（32）内设置有鹅卵石，鹅卵石表面设置有尼龙网。

4.根据权利要求3所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的尼龙网的孔径为0.5mm～1mm。

5.根据权利要求1所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的浅层地下水中氮磷等元素观测收集装置（4）由底部封闭的浅层地下水收集管（41）、管盖（42）、尼龙网（44）和铁丝网（45）组成，在与所述的浅层地下水收集管（41）底面相距20cm～25cm的浅层地下水收集管（41）的管壁上设置有一个浅层地下水进水孔（43），浅层地下水进水孔（43）的外表面设置有尼龙网（44），在尼龙网（44）表面设置有铁丝网（45），浅层地下水收集管（41）的顶端口通过螺纹连接有管盖(42)；所述的浅层地下水进水孔（43）的孔口与浅层地下水位的表面平齐，浅层地下水收集管（41）高出坡面径流小区（1）内土体表面。

6.根据权利要求5所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的尼龙网（44）的孔径为0.5mm～1mm。

7.根据权利要求5所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：所述的铁丝网（45）的孔径为0.5mm～1mm。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统，其特征在于：在所述的壤中流中氮磷等元素观测收集装置（3）与坡面径流小区（1）的坡顶隔墙（12）之间设置一个以上的壤中流中氮磷等元素观测收集装置（3）。

Images