CN207198134U - 一种坡地径流及水化学指标综合测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种坡地径流及水化学指标综合测定装置。由水管、圆环、圆柱体或半球体外壳、翻斗式雨量计、圆盘、螺丝、螺母、金属网、立方体外壳、漏斗、90°弯管、水平PVC管、三通、倒U型管、活动堵头、变径管头、转轴、把手、门、集水瓶、圆盘底座、内螺纹、通孔、出水孔和螺孔组成。本实用新型把坡地径流的收集和水样测定组合为一个整体，结构简单、操作容易、运送方便、测量系统全面，并且可以自动收集径流，提高了采集和测量的准确度，对坡地径流研究有重要意义，为研究人员从事野外生态水文研究工作提供便利，同时运用该装置能很好的解决坡地径流的采集和水化学指标的测量问题，为坡地土壤侵蚀的研究提供技术支撑。

Description

一种坡地径流及水化学指标综合测定装置

技术领域

本实用新型涉及生态水利学、林学领域，特别涉及一种坡地径流及水化学指标综合测定装置。

背景技术

坡地包括农用坡地、林用坡地和荒坡地。坡地侵蚀可造成土地可持续生产力的损失和破坏，侵蚀的泥沙进入河道或者水库，造成的淤积危害和损失可能更大。正因为这样，国内外对学者对坡地侵蚀都有大量研究。而坡地侵蚀涉及到诸多环境因子的影响作用，其中，坡地径流，在土壤侵蚀中起着重要的作用，如果没有地表径流，即使有其它环境因子的作用，也不会出现有意义的坡地侵蚀。同时，由于降雨导致坡地产生径流，径流所携带的氮、磷等物质是导致面源污染的重要途径之一，随着面源污染引起了公众的普遍关注，坡地侵蚀土壤中所含的化学成分及其迁移规律也上受到研究者的重视。综上所述，可以看出坡地径流是水土流失、面源污染、农林地养分流失、污染物和养分在土壤中迁移的诱发者和主要载体，因此，开展坡地径流的相关研究和检测土壤侵蚀及养分迁移的认识和防治具有重要意义。

目前应用于坡地径流收集测定的方法与装置主要是集水池法及多孔分流装置，属于集总式量。集水池法有这比较明显的缺点：1）径流量大时，容易发生溢出现象，而在地下水位较高的情况下，容易发生地下水渗漏现象，而集水池难以将这些渗透误差排出；2）集水池属于固定设施，不能移动，难以实现多点检测；3）测定的参数单一，只能测定径流量的总量，而不能测出坡地径流中如氮、磷等多种农化指标；4）无法降低蒸发对测量结果影响，由于坡地径流发生以后，经常会遇到难以及时测定集水池水量的情况，从而影响了径流的测量精度。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种坡地径流及水化学指标综合测定装置。而且本装置具有结构简单合理、操作容易、运送方便、测量系统全面的优点，可为研究人员从事野外生态水文研究工作提供便利。同时运用该装置可以很好的解决坡地径流的采集和水化学指标的测量问题，为坡地土壤侵蚀的研究提供技术支撑。

本实用新型是这样实现的：一种坡地径流及水化学指标综合测定装置，由水管、圆环、圆柱体或半球体外壳、翻斗式雨量计、圆盘、螺丝、螺母、金属网、立方体外壳、漏斗、90°弯管、水平PVC管、三通、倒U型管、活动堵头、变径管头、转轴、把手、门、集水瓶、圆盘底座、内螺纹、通孔、出水孔和螺孔组成。

在圆柱体或半球体外壳下方为立方体外壳；立方体外壳上部设有一个半径比圆柱体或半球体外壳底面圆半径略大的圆环，便于圆柱体或半球体外壳放置在立方体外壳之上；圆柱体或半球体外壳顶部的正中心位置开一个直径大小适合插入水管的小孔，同时于直径所在的两个边缘上点焊上圆环，在底部加工内螺纹，方便下方的圆盘旋入；圆盘的边缘车有和圆柱体或半球体外壳底部内螺纹相适应的外螺纹，正中心位置挖空一个圆孔，圆孔内加装金属网，同时在圆盘直径所在的、靠边缘的地方用自攻螺丝钻孔；圆柱体或半球体外壳中插入的水管下方为置于翻斗托架上的翻斗式雨量计，翻斗托架固定在圆盘的上部，其高度为圆柱体或半球体外壳高度的一半；圆盘的下方通过螺丝、螺母固定有一个漏斗，其中心和圆盘的中心重合，半径和圆盘的半径之比为1:1.2；漏斗的下端和一段PVC管连接，PVC管的下端和90°弯管相连，然后再连接一段水平的PVC管，其后端连接一个三通，三通的上部连倒U型管，三通的水平方向通过PVC管末端有一活动堵头，倒U型管的另一侧与变径管头连接，变径管头下方插入集水瓶；立方体外壳上部开有一个圆孔，在圆孔的边缘加工有垂直挡板，避免径流从圆孔的边缘出渗入，同时还能把圆柱体或半球体外壳固定住；立方体外壳下部开有一个门，通过转轴和把手能向外打开，方便集水瓶的取放和漏斗、PVC管、三通和倒U形管的安装；立方体外壳的底部设有一个圆盘底座，用螺丝把立方体外壳和圆盘底座一起固定，便于整个装置的安放；把圆盘旋入圆柱体或半球体外壳底部，再将圆柱体或半球体外壳套入顶部开有圆孔的立方体外壳即完成整个装置的拼装；圆盘底座的圆形面和立方体底面正方形的关系是正方形的外接圆关系，便于整个装置的安放；在圆盘底座一侧集水瓶的正下方开有孔，孔中间设有金属网，方便把溢出的坡地径流有效地排出。

所述圆柱体外壳只有一个底面圆，以底面圆所在的面为上部，没有底面圆的为下部。

所述半球体外壳没有底面圆。

所述圆柱体或半球体外壳、立方体外壳为不锈钢制成。

所述圆盘和圆盘底座为橡胶制成。

坡地径流量通过水管引入翻斗式雨量计中，当翻斗式雨量计盛满计量所需的水后，自动翻滚，使得废水经过金属网、漏斗，PVC管、三通和倒U形管而进入集水桶内，以备后续水质测定和分析，同时，打开三通处的活动堵头，直接插入电导率计而实现水温和电导率的实时测量。

本实用新型的优点和产生的积极效果是：

1）不透水性：本实用新型采用都是不透水材料，而且材料容易获得，从而使得坡地径流完全地顺着不透水填充物流入到PVC管中，避免了坡地径流收集不充分和减弱了蒸发的不良影响。

2）易于组装和拆卸：在橡胶圆盘的外边缘加工有和不锈钢圆柱体外壳底部内螺纹相适应的外螺纹，便于橡胶圆盘和不锈钢圆柱体外壳的组合与分离，便于更换橡胶圆盘；不锈钢立方体外壳上部设有一个半径比不锈钢圆柱体外壳底面圆半径略大的圆环，便于不锈钢圆柱体外壳组装在不锈钢立方体外壳之上；不锈钢立方体外壳下部设有一个门，便于集水瓶取放。

3）防堵塞：在橡胶圆盘的中间加装金属网，能避免虫子、落叶等杂物落入PVC管内而导致整个装置堵塞。

4）水流的平稳性：通过安装PVC管、弯头、三通和倒U形管，实现了坡地径流的平稳过渡，避免坡地径流过大垂直落下撞翻集水瓶；同时，漏斗还可以使水流平缓过度，可以有效缓解水量过大涌出。

5）测量的精确性：翻斗式雨量计能实现自动的、连续的、精确的坡地径流流量测量，节省了人工，同时也能避免集水池法带来的误差。

6）测量的多样性：可以将电导率计直接插入三通处的活动堵头，以实现电导率计的实时测量。通过三通进入集水瓶中的坡地径流可以暂时储存，用以测定和分析坡地径流的多种化学指标参数，为该区域的土壤侵蚀提供科学依据。

7）采样延时：U形管下部采用变径管头，使得集水瓶集水不是迅速集满，而是缓慢集满，从而延长采样的时间，对于野外工作有十分重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例1圆柱体外壳三维结构图示意图。

图3为本实用新型实施例圆盘三维结构图示意图。

图4为本实用新型实施例坡地径流过渡装置三维结构图示意图。

图5为本实用新型实施例漏斗三维结构图示意图。

图6为本实用新型实施例圆盘底座三维结构图示意图。

图7为本实用新型实施例2的整体结构示意图。

图8为本实用新型实施例2半球体外壳三维结构图示意图。

图中标记：1-水管；2-第一圆环；3-第二圆环；4-圆柱体外壳；5-翻斗式雨量计；6-圆盘；7-第一螺丝；8-第一螺母；9-第二螺丝；10-第二螺母；11-第一金属网；12-立方体外壳；13-漏斗；14-90°弯管；15-PVC管；16-三通；17-倒U型管；18-活动堵头；19-变径管头；20-转轴；21-把手；22-门；23-集水瓶；24-圆盘底座、25-第一内螺纹；26-第一通孔；27-第二通孔；28-外螺纹；29-出水口；30-第一螺孔；31-第二螺孔；32-第二金属网；33-第三螺丝；34-第四螺丝；35-第五螺丝；36-第六螺丝；37-半球体外壳；38-第三圆环；39-第四圆环；40-第二内螺纹。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明。

实施例1：

如图1-6所示，一种坡地径流及水化学指标综合测定装置由水管1、第一圆环2、第二圆环3、圆柱体外壳4、翻斗式雨量计5、圆盘6、第一螺丝7、第一螺母8、第二螺丝9、第二螺母10、第一金属网11、立方体外壳12、漏斗13、90°弯管14、PVC管15、三通16、倒U型管17、活动堵头18、变径管头19、转轴20、把手21、门22、集水瓶23、圆盘底座24、第一内螺纹25、第一通孔26、第二通孔27、外螺纹28、出水口29、第一螺孔30、第二螺孔31、第二金属网32、第三螺丝33、第四螺丝34、第五螺丝35和第六螺丝36组成。

所述圆柱体外壳、圆环和立方体外壳均为不锈钢制成。

所述圆盘和圆盘底座均为橡胶制成。

当采用圆柱体外壳4这种方案时，先选择一个材料为不锈钢、底圆半径为30cm、高度为40cm、厚度为2mm的圆柱体外壳4，以底面圆所在的面为上部，没有底面圆的为下部，在底面圆的正中心位置开一个直径大小适合插入水管1的小孔，同时把两个半径为1.5cm、壁厚2mm的第一圆环2和第二圆环3分别点焊于直径所在的两个边缘点上；然后在下部，从最底端开始，由下往上加工5cm高的第一内螺纹25，方便圆盘6的旋入，圆盘6厚度为5cm、半径为60cm，在其边缘加工外螺纹28，该外螺纹28和只有一个底面圆的不锈钢圆柱体外壳3底部的内螺纹25是相适应的；并且在圆盘6的正中心位置挖空一个半径为10cm的孔，在孔里面镶嵌有密度为4目的金属网11，防止树叶、虫类等杂物堵塞漏斗13的出水口29；在圆盘6的上部固定一个翻斗托架，使其高度为圆柱体外壳4高度的一半；同时在圆盘6直径所在的、离边缘点5cm的地方用自攻螺丝钻出第一通孔26和第二通孔27，第一通孔26和第二通孔27的大小和漏斗13的第一螺孔30、第二螺孔31的大小相同，在圆盘6边缘第一通孔26和第二通孔27通过第一螺丝7、第一螺母8、第二螺丝9和第二螺母10将漏斗13固定在圆盘6的下部。漏斗13的出水口连接一根长5cm、管径为22mm的PVC管，PVC管的下端和一个管径为24mm的90°弯管14相连，该90°弯管14继续和一个长20cm的PVC管15相连，然后连一个三通16，三通16另一边水平接口再连接一根长25cm的PVC管，在该PVC管的后面加装活动堵头18；三通16的垂直接口连接倒两个90°弯头和一根水平PVC管所构成倒U形管17，三通16所在平面和倒U形管17所在的平面夹角为90度，然后在倒U形管17的下部连接一根管径为10mm的PVC变径管头19，该变径管头19伸入集水瓶23内部5cm处，在达到延时采样的目的同时，还能减少水样被氧化的程度。最后选择一个边长为80cm、壁厚2mm的立方体外壳12，上部开有一个半径为30.3cm的圆孔，在圆孔的边缘加工有高为5cm的垂直挡板，避免径流从圆孔的边缘出渗入，同时还能把圆柱体外壳4固定住；立方体外壳12下部开有一个门22，通过转轴20和把手21能向外打开，方便容积为1L的集水瓶23的取放和漏斗13、PVC管15、三通16和倒U形管17的安装；立方体外壳12的底部设有一个厚3cm、半径为56.6cm的圆盘底座24，圆盘底座24一侧集水瓶23的正下方开有孔，孔中间设有第二金属网32，第三螺丝33、第四螺丝34、第五螺丝35和第六螺丝36把立方体外壳12和圆盘底座24固定在一起。把圆盘6旋入圆柱形外壳4底部，再将圆柱形外壳4套入顶部开有圆孔的立方体外壳12即可完成整个装置的拼装。

实施例2：

如图7、8所示，用没有底面圆不锈钢半球体外壳37代替实施例1中的圆柱体外壳4，其他的同实施例1。

当采用没有底面圆不锈钢半球体外壳37这种方案时，在半径为30cm、厚度为2mm的半球体外壳37底部为一个相同半径、5cm高、2mm厚、加工有第二内螺纹40的圆柱，以方便圆盘6的旋入；同时把两个半径为1.5cm、壁厚2mm的第三圆环38、第四圆环39分别点焊于半球体外壳37球体直径所在的两个边缘点上。其余部分和采用只有一个底面圆的不锈钢圆柱体外壳4的方案相同。

Claims (1)

1.一种坡地径流及水化学指标综合测定装置，包括水管、圆环、螺丝、螺母、金属网、出水孔、螺孔、转轴、把手和门，其特征在于坡地径流及水化学指标综合测定装置还包括圆柱体或半球体外壳、翻斗式雨量计、圆盘、立方体外壳、漏斗、90°弯管、水平PVC管、三通、倒U型管、活动堵头、变径管头、集水瓶、圆盘底座、内螺纹和通孔；

在圆柱体或半球体外壳下方为立方体外壳；立方体外壳上部设有一个半径比圆柱体或半球体外壳底面圆半径略大的圆环，便于圆柱体或半球体外壳放置在立方体外壳之上；圆柱体或半球体外壳顶部的正中心位置开一个直径大小适合插入水管的小孔，同时于直径所在的两个边缘上点焊上圆环，在底部加工内螺纹，方便下方的圆盘旋入；圆盘的边缘车有和圆柱体或半球体外壳底部内螺纹相适应的外螺纹，正中心位置挖空一个圆孔，圆孔内加装金属网，同时在圆盘直径所在的、靠边缘的地方用自攻螺丝钻孔；圆柱体或半球体外壳中插入的水管下方为置于翻斗托架上的翻斗式雨量计，翻斗托架固定在圆盘的上部，其高度为圆柱体或半球体外壳高度的一半；圆盘的下方通过螺丝、螺母固定有一个漏斗，其中心和圆盘的中心重合，半径和圆盘的半径之比为1:1.2；漏斗的下端和一段PVC管连接，PVC管的下端和90°弯管相连，然后再连接一段水平的PVC管，其后端连接一个三通，三通的上部连倒U型管，三通的水平方向通过PVC管末端有一活动堵头，倒U型管的另一侧与变径管头连接，变径管头下方插入集水瓶；立方体外壳上部开有一个圆孔，在圆孔的边缘加工有垂直挡板；立方体外壳下部开有一个门，通过转轴和把手能向外打开，立方体外壳的底部设有一个圆盘底座，用螺丝把立方体外壳和圆盘底座一起固定；把圆盘旋入圆柱体或半球体外壳底部，再将圆柱体或半球体外壳套入顶部开有圆孔的立方体外壳即完成整个装置的拼装；圆盘底座的圆形面和立方体底面正方形的关系是正方形的外接圆关系；在圆盘底座一侧集水瓶的正下方开有孔，孔中间设有金属网；

所述圆柱体外壳只有一个底面圆，以底面圆所在的面为上部，没有底面圆的为下部；

所述半球体外壳没有底面圆。