本发明涉及一种用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置，尤其涉及一种用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置和方法。
背景技术：
目前，农业源污染已经超过工业污染和生活污染成为环境污染的主要来源，农业面源污染成为危及水体环境质量的最主要的问题，植被缓冲带能够有效拦截大部分的面源污染物(氮、磷、泥沙)，能够有效防治面源污染物进入水体威胁水环境健康。
目前，对于植被缓冲带的研究多采用野外坡面观测的方法，但野外坡面实验具有较多不可控制影响因素，且在野外运行试验装置、取样等都十分不便。而室内植被缓冲带的研究较少，目前已有的实验装置都不能全面的体现缓冲带的作用，在缓冲带构建技术研究上较为单一，且在坡度对植被缓冲带拦截效益的研究上有缺失。
现有技术一：
通过进水槽、水泵、压力计、输入管、土槽和采样器等组成的装置，将水槽中装有模拟农耕地产生的具有污染性的地表径流水通过水泵抽通过压力计测试再通过输入管道输入水槽中，沿水流方向不同的距离设置有采样器，土槽中种植草，观察泥沙的输移。
现有技术一主要的缺点是槽子过长，坡度不能自由调节，而且采样装置只有一种，不分地表径流和壤中流，这对面源污染物迁移的研究不合理，且植被种植类型单一，不能对植被缓冲带构建的最佳方式进行研究。
现有技术二：
如图1所示，该装置主要用于研究淹没状态下植被缓冲带的对面源污染物的净化作用，在土槽内可以填充土壤配置不同植被，在末端可拆卸挡板拆下后可以做冲刷实验。土槽的下端和出水口都设置了可调节的阀门。
现有技术二的缺点：
该实验装置主要适用于淹没实验，冲刷实验未考虑冲刷水流消能问题，所以在研究植被缓冲带拦截效果时由于水流本身的力会造成较大的实验误差。且该装置未考虑到坡度这一主要的影响因素，在缓冲带的研究中最为主要的几个影响因子都欠缺。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置，包括两个规格相同、并排设置的实验土槽，两个实验土槽的末端和外侧分别设有出水口，两个实验土槽的前端设有紊流池，所述紊流池连接有配水系统，两个实验土槽连接有坡度调节液压器，还包括用于承接径流水样的若干小桶。
本发明的应用上述的植被缓冲带构建最佳方式的实验装置进行植被缓冲带构建最佳方式的研究方法，包括步骤：
首先，在配水池中根据实验和相关资料的调查，配置污染物浓度和污染物类型，并启动自动搅拌机进行搅拌，之后通过水泵和输水管的相互应用将水输送到紊流池中，在径流对水槽进行冲刷之前通过流量计控制径流的冲刷流量，调节土槽的实验坡度后进行径流冲刷实验，径流通过斜面板以面流的方式冲刷土槽，首先通过1米宽的20％覆盖度的植被缓冲带—1米空地—1米宽的40％覆盖度的植被缓冲带—1米空地—1米宽60％覆盖度的植被缓冲带；
然后，实验过程中分别对土槽末端出水口和双侧出水口进行径流水样采集，限定时间内采集水样，最终测定水样中总氮含量、总磷含量和悬浮物质的含量，将具有植被配置的土槽与未设置植被配置的土槽进行对比分析，并通过水样检测结果对缓冲带的面源污染物拦截削减作用进行定量研究，量化缓冲带发生的作用；
最后，根据实验需要改变土槽中植被的配置方式，或者调节土槽成为不同坡度来满足实验的设计需要，最终挑选出具有最佳拦截效果的植被配置方式、植被类型，并量化具有最佳拦截效果的缓冲带宽度。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置和方法，在可调节坡度的土槽中进行不同类型的缓冲带的构建，然后对其进行冲刷实验，研究不同坡度下具有最佳拦截效果，可以在室内用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式。
附图说明
图1为现有技术中的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置结构示意图。
图2为本发明实施例提供的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置立体结构示意图。
图3为本发明实施例提供的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置平面结构示意图。
图中：
1、配水池，2、水泵，3、流量计，4、紊流池，5、实验土槽，6、出水口，7、坡度调节液压器。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置，其较佳的具体实施方式是：
包括两个规格相同、并排设置的实验土槽，两个实验土槽的末端和外侧分别设有出水口，两个实验土槽的前端设有紊流池，所述紊流池连接有配水系统，两个实验土槽连接有坡度调节液压器，还包括用于承接径流水样的若干小桶。
所述配水系统装有配比好的模拟的耕地降水径流的配水池、水泵、输水管和控制流量的流量计。
所述配水池内设有搅拌装置。
应用上述的植被缓冲带构建最佳方式的实验装置进行植被缓冲带构建最佳方式的研究方法，其较佳的具体实施方式是：
包括步骤：
首先，在配水池中根据实验和相关资料的调查，配置污染物浓度和污染物类型，并启动自动搅拌机进行搅拌，之后通过水泵和输水管的相互应用将水输送到紊流池中，在径流对水槽进行冲刷之前通过流量计控制径流的冲刷流量，调节土槽的实验坡度后进行径流冲刷实验，径流通过斜面板以面流的方式冲刷土槽，首先通过1米宽的20％覆盖度的植被缓冲带—1米空地—1米宽的40％覆盖度的植被缓冲带—1米空地—1米宽60％覆盖度的植被缓冲带；
然后，实验过程中分别对土槽末端出水口和双侧出水口进行径流水样采集，限定时间内采集水样，最终测定水样中总氮含量、总磷含量和悬浮物质的含量，将具有植被配置的土槽与未设置植被配置的土槽进行对比分析，并通过水样检测结果对缓冲带的面源污染物拦截削减作用进行定量研究，量化缓冲带发生的作用；
最后，根据实验需要改变土槽中植被的配置方式，或者调节土槽成为不同坡度来满足实验的设计需要，最终挑选出具有最佳拦截效果的植被配置方式、植被类型，并量化具有最佳拦截效果的缓冲带宽度。
还包括步骤：
计算面源污染物的总氮去除效率：通过实验过程中收集进出水口的水样，采用总氮测定的方法进行总氮的测定，并取其平均值，最后应用总氮浓度去除效率公式计算该比率)；
面源污染物质总磷去除率：通过实验过程中收集进出水口的水样，采用总磷测定方法测定，并取其平均值，最后应用总磷浓度去除效率公式计算该比率；
悬浮物去除率：通过实验过程中收集进出水口的水样，采用悬浮物测定的重量法进行悬浮物浓度的测定，并取其平均值，最后应用tss浓度去除效率公式计算该比率。
根据实验需要调节不同土槽坡度，或者根据需要选取缓冲带构建植被类型、构建方式和构建宽度，从而研究出在不同坡度下对面源污染物具有最佳拦截效果的缓冲带的构建方式。
本发明的用于研究不同坡度植被缓冲带构建最佳方式的实验装置和方法，在可调节坡度的土槽中进行不同类型的缓冲带的构建，然后对其进行冲刷实验，研究不同坡度下具有最佳拦截效果的一种缓冲带构建方式。
本发明主要模拟了面源污染发生的三个阶段，面源污染发生源头，面源污染物迁移过程和面源污染末端输出。发生源头主要是由自动搅拌的配水池实现，在配水池中模拟降水时耕地产生的具有污染性的地表径流，然后通过水泵加压联合输水管将配置好的溶液输送到紊流池中，紊流池对水流进行消力作用，最终使水流在流量计的监测下以稳定的实验设定流量通过斜面板以面流的形式对土槽进行冲刷。土槽中填充研究区域的土壤，土槽设计成双槽的形式，一边槽中根据实验设计进行不同的植被配置方式。根据坡面植被不同配置对水沙影响研究，将缓冲带配置成为稀、中、密的结构，在土槽上部设计为20％植被覆盖度，空1米，第3米处设计植被缓冲带植被覆盖度为40％，空1米，在土槽五米处设计60％的植被缓冲带。另一侧的土槽则作为对比试验设计为不作处理的裸坡地，双槽在实验时具有相同的坡度，受相同流量的水流冲刷，只有植被配置不同。水槽坡度可调范围为：0°～25°。
在水槽的末端出水口处分别设置两个出水口，水槽两侧每隔一米设置一个出水口，主要用于收集从上部冲刷下来的径流。收集的径流水样将用于测定污染物氮、磷和悬浮物的含量，再用于评价缓冲带对径流和污染物的拦截削减作用。
从本实验设计方案可看出，实验土槽的整个运行过程更加具体的模拟了面源污染发生的每一个阶段，在污染物拦截过程中不仅考虑到了植被的配置不同对污染物的拦截削减差异，还根据实地应用设计了不同坡度的实验，使实验结果能更好的应用于实地。同时实验采取了双槽的形式更是大大的减少了由实验产生的误差，在减少工作量的同时使得缓冲带作用对比更加明显。
具体实施例：
如图2、图3所示，实验装置包括配水池(池中配置自动搅拌系统)、水泵、输水管、削减水流力量的紊流池、控制流量的流量计、两个规格相同的实验土槽，末端和两侧的出水口，用于承接径流水样的若干小桶，可调节土槽坡度的液压器。
配水池规格为(长×宽×高)1.0m×1.0m×0.50m的长方体，配水池中自动搅拌器均由铁质叶轮制作而成。两个土槽规格相同，规格为(长×宽×高)5.0m×1.0m×0.50m的长方体土槽，该土槽尺寸依据实验设计需要设计。土槽前端设计了紊流池，其规格为(长×宽×高)2.0m×0.20m×0.30m。
将配水池中装好配比浓度的定量的模拟耕地径流，土槽中已经填土完毕并已经种上植被使其自然生长到实验需要高度，调节土槽坡度，然后通电搅拌器开始工作，水泵将水抽到紊流池中，流量计控制紊流池中径流流量，进行冲刷实验。此时，收集进水口的水样和土槽下方和两侧开始出流的水样，送去测定总氮(tn)、总磷(tp)和悬浮物(tss)。
分别测定进水口污染物浓度和出水口污染物的浓度，根据污染物去除效率公式1分别定量计算植被缓冲带拦截的面源污染物浓度。
根据实验需要调节不同土槽坡度，还可以根据需要选取缓冲带构建植被类型、构建方式和构建宽度，从而研究出在不同坡度下对面源污染物具有最佳拦截效果的缓冲带的构建方式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。