CN206772764U - 一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，包括供水器（1）、蠕动泵（2）、导管（3）、降雨筛（4）、土柱箱（6）、挡土板（10）、侧壁径流阀门（8）、底部渗漏阀门（9）和集水器（11、12）；蠕动泵（2）两端通过导管（3）分别与供水器（1）和降雨筛（4）相连；降雨筛置于土柱箱（6）的上方；挡土板（10）置于土柱箱（6）底部；挡土板（10）上设置有渗漏孔；土柱箱（6）的侧壁上设置有径流口；径流口与侧壁径流阀门（8）相连接；土柱箱（6）底部设置有底部渗漏口；底部渗漏口与底部渗漏阀门（9）相连接。采用该装置可容易地计算出单位时间、单位面积内的径流液或渗漏液的量。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤径流液、渗漏液收集装置，特别涉及用于在模拟降雨时收集田间土壤径流液和渗漏液的收集装置。该装置主要用于土壤科学、环境科学中面源污染物迁移、转化等研究。
背景技术
随着工业废水和城市生活污水等点源污染得到有效控制，农业面源污染已经取代点源成为水环境污染的最重要来源。第一次全国污染源普查资料显示，在我国主要污染物排放量中，农业源占大部分，我国农业生产排放的COD、氮、磷等主要污染物量，已远超过工业与生活源，成为污染源之首，其中COD排放量占总量的46%以上，磷、氮占50%以上。太湖、昆明的滇池、巢湖地区污染的总氮和总磷约有77 %和33 %、46 %和53 %、70%和50%来自农业面源；大理洱海流域非点源氮、磷污染负荷分别占流域污染负荷的97.1%和92.5%。在农业生产过程中，化肥等农用物资的不合理和过量使用，在降水或灌溉过程中，污染物通过农田地表径流和地下渗透进入附近水体。
目前国内外用于了解农田氮磷流失过程的研究方法主要有野外实地监测和人工模拟实验。由于农田氮磷流失的发生具有间歇性、突发性，存在许多不确定因素，因此实地监测劳动强度大、周期长；而且年际间降雨条件会有较大差异，造成监测结果不尽相同，影响流失负荷的估算精度。很多情况下是通过人工模拟实验研究农田氮磷养分的流失特征，采取的方法有农田径流池或渗漏池实验，土柱、土盒或渗漏池、径流池等实验装置与人工模拟降雨器结合。这类方法根据养分流失的影响因素来设计试验方案，研究各个因素量或方式的变化对径流和渗漏流失方式中流失量的影响以及流失养分形态组成的影响(包括水溶性、颗粒态及有机态的影响)。目前较多地集中在不同施肥量，或采用模拟降雨的不同雨强对流失量和流失形态的影响。
通过人工模拟降雨的方法，可以缩短氮磷养分流失的监测时间，从而很快地对具体点位的养分移动进行监测。综观前人研究成果，目前的模拟淋溶装置主要为两种情况，第一，室外模拟降雨，受动力和供水的制约，有的降雨器体积也比较庞大，安装复杂，试验点位固定难以移动，因此难以增加研究点位，不利于批量实验的开展；第二，固定在室内，室内模拟降雨试验多采用回填土柱的方法，该方法相对比较灵活，根据实验目地可以设置不同的实验处理，且不受场地和外界气候的影响。
国家专利局已公开的专利号为CN200986456Y的土壤径流液、渗漏液收集装置，主要用于田间原位收集径流液或渗漏液，移动性较差，受到周围场地、动力、供水和气候等因素影响较大，不利于批量模拟实验的开展。
实用新型内容
为解决上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，该装置可以同时收集土壤径流液、渗漏液。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，该装置由模拟降雨系统和液体收集系统组成；
所述模拟降雨系统包括供水器（1）、蠕动泵（2）、导管（3）和降雨筛（4）；
所述液体收集系统包括土柱箱（6）、挡土板（10）、侧壁径流阀门（8）、底部渗漏阀门（9）和集水器（11、12）；
所述的蠕动泵（2）两端通过导管（3）分别与供水器（1）和降雨筛（4）相连；所述降雨筛置于土柱箱（6）的上方；所述挡土板（10）置于土柱箱（6）底部；所述挡土板（10）上设置有渗漏孔；所述土柱箱（6）的侧壁上设置有径流口；所述径流口与侧壁径流阀门（8）相连接；所述土柱箱（6）底部设置有底部渗漏口；所述底部渗漏口与底部渗漏阀门（9）相连接。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述蠕动泵（2）为多通道蠕动泵，出液口并联有多条软管。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述降雨筛（4）由PVC盒和降雨筛面（5）组成，所述PVC盒底面镂空；所述PVC盒横截面尺寸与所述土柱箱（6）横截面尺寸相同；所述PVC盒高度为5cm；所述降雨筛面（5）位于PVC盒内，距PVC盒底部1-2cm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述降雨筛（4）上纵横排列有小孔，孔间距为2cm，孔径为2mm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述降雨筛（4）的筛面粘附有胶皮，所述胶皮可被针头刺破，根据雨强、降雨密度需要，用针头选择性的刺破部分筛孔胶皮，以便水从孔中穿过，通过蠕动泵及筛上排水孔控制雨强。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述土柱箱（6）的横截面为方形，边长为25cm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述土柱箱（6）底部呈V形，所述底部渗漏口位于所述土柱箱（6）的底部中心。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述挡土板（10）上纵横排列所述渗漏孔，板面粘附有纱布。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述径流口距土柱箱（6）顶端的垂直距离为5cm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述径流口或底部渗漏口的直径为6mm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述的侧壁径流阀门（8）下部垂直距离10厘米处设置有径流收集固定平台（7）；所述平台内设置有配合所述收集器的放置孔。使用时，可将径流收集器放置于该孔内。
供水器（1），一般为具有一定容量的塑料桶，用于提供模拟降雨所需水；蠕动泵（2），一般为多通道蠕动泵，用于定量定速地将供水器中的水转移到降雨筛（4）中，通过调节泵速来控制供水速度；
集水器一般为具有一定容量的塑料瓶或根据需要选用的离心管。
本装置可用于在模拟降雨或者降雨时收集土壤的径流液或渗漏液，以计算在不同降雨强度下单位时间、单位面积径流液或渗漏液的量，进一步研究各个因素量或方式的变化对径流和渗漏流失方式中面源污染物流失量以及流失形态组成的影响。
附图说明：
图1是本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置结构示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置结构示意图。以下参照附图对本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置进行详细说明。
本实用新型的一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，由模拟降雨系统和液体收集系统组成；
所述模拟降雨系统包括供水器（1）、蠕动泵（2）、导管（3）和降雨筛（4）；
所述液体收集系统包括土柱箱（6）、挡土板（10）、侧壁径流阀门（8）、底部渗漏阀门（9）和集水器（11、12）；
所述的蠕动泵（2）两端通过导管（3）分别与供水器（1）和降雨筛（4）相连；所述降雨筛置于土柱箱（6）的上方；所述挡土板（10）置于土柱箱（6）底部；所述挡土板（10）上设置有渗漏孔；所述土柱箱（6）的侧壁上设置有径流口；所述径流口与侧壁径流阀门（8）相连接；所述土柱箱（6）底部设置有底部渗漏口；所述底部渗漏口与底部渗漏阀门（9）相连接。
所述蠕动泵（2）为多通道蠕动泵，出液口并联有多条软管。
所述降雨筛（4）由PVC盒和降雨筛面（5）组成，所述PVC盒底面镂空；所述PVC盒横截面尺寸与所述土柱箱（6）横截面尺寸相同；所述PVC盒高度为5cm；所述降雨筛面（5）位于PVC盒内，距PVC盒底部1-2cm。
所述降雨筛（4）上纵横排列有多个小孔，孔间距为2cm，孔径为2mm。
所述降雨筛（4）的筛面粘附有胶皮，所述胶皮可被针头刺破，根据雨强、降雨密度需要，用针头选择性的刺破部分筛孔胶皮，以便水从孔中穿过，通过蠕动泵及筛上排水孔控制雨强。
所述土柱箱（6）的横截面为方形，边长为25cm。
所述土柱箱（6）底部呈V形，所述底部渗漏口位于所述土柱箱（6）的底部中心。
所述挡土板（10）上纵横排列有所述渗漏孔，板面粘附有纱布。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述径流口距土柱箱（6）顶端的垂直距离为5cm。
本实用新型的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征还在于，所述径流口或底部渗漏口的直径为6mm。
所述的侧壁径流阀门（8）下部垂直距离10厘米处设置有径流收集固定平台（7）；所述平台内设置有配合所述收集器的放置孔。使用时，可将作为径流收集器使用的离心管放置于该孔内。
供水器（1），一般为具有一定容量的塑料桶，用于提供模拟降雨所需水；
根据不同试验目的，分别径流口和底部渗漏口阀门关闭或开启。模拟降雨进入土柱桶内的土壤，经过一系列的土壤水运动过程，可通过径流口或底部渗漏口排出；排出的土壤水通过阀门汇集到集水器（11）、（12）。径流口可以收集土壤表面的径流液，底部渗漏口可以收集穿过土壤层的渗漏液。
为了便于说明，本实用新型公开了上述实施方式，但是在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种尺寸可以做相应的替换、变化和修改。
Claims (10)
1.一种模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，该装置由模拟降雨系统和液体收集系统组成；
所述模拟降雨系统包括供水器（1）、蠕动泵（2）、导管（3）和降雨筛（4）；
所述液体收集系统包括土柱箱（6）、挡土板（10）、侧壁径流阀门（8）、底部渗漏阀门（9）和集水器（11、12）；
所述的蠕动泵（2）两端通过导管（3）分别与供水器（1）和降雨筛（4）相连；所述降雨筛置于土柱箱（6）的上方；所述挡土板（10）置于土柱箱（6）底部；所述挡土板（10）上设置有渗漏孔；所述土柱箱（6）的侧壁上设置有径流口；所述径流口与侧壁径流阀门（8）相连接；所述土柱箱（6）底部设置有底部渗漏口；所述底部渗漏口与底部渗漏阀门（9）相连接。
2.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述蠕动泵（2）为多通道蠕动泵，出液口并联有多条软管。
3.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述降雨筛（4）由PVC 盒和降雨筛面（5）组成，所述PVC盒底面镂空；所述PVC盒横截面尺寸与所述土柱箱（6）横截面尺寸相同；所述PVC盒高度为5cm；所述降雨筛面（5）位于PVC盒内，距PVC盒底部1-2cm。
4.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述降雨筛（4）上纵横排列有小孔，孔间距为2cm，孔径为2mm。
5.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述降雨筛（4）的筛面粘附胶皮。
6.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述土柱箱（6）底部呈V形，所述底部渗漏口位于所述土柱箱（6）的底部中心。
7.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述挡土板（10）上纵横排列所述渗漏孔，板面粘附有纱布。
8.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述的径流口距土柱箱（6）顶端的垂直距离为5cm。
9.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述径流口或底部渗漏口的直径为6mm。
10.根据权利要求1所述的模拟研究面源污染物迁移的多功能土柱装置，其特征在于，所述的侧壁径流阀门（8）下部垂直距离10厘米处设置有径流收集固定平台（7），所述平台内设置有配合所述集水器的放置孔。
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