用于收集农业面源污染径流样品的采样器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水土保持监测领域，具体涉及一种用于收集农业面源污染径流样品的采样器。
【背景技术】
[0002]径流是指降雨及冰雪融水或者在浇地的时候在重力作用下沿地表或地下流动的水流。径流有不同的类型，按水流来源可有降雨径流和融水径流以及浇水径流;按流动方式可分地表径流和地下径流，地表径流又分坡面流和河槽流。地表径流，特别是农业地表径流在产流过程中会携带大量营养物质、泥沙及其他悬浮物进入周边水体，造成严重的富营养化危害。降雨所导致的径流流失是稻田氮、磷流失的主要形式，特别是化肥施用后较短时间内发生的降雨径流会携带大量营养物质进入周边河道。因此，在水土流失监测过程中，需要对径流的流失进行长期定点监测。然而目前，径流监测过程中，最主要的困难是径流的收集不便，因为径流通常发生在暴雨时期，监测条件较为恶劣，且径流收集通常水量较大，对径流收集装置的容积要求较高。
[0003]传统的径流收集通常采用径流试验场的方式进行，一般在径流试验场周边地势较低处开挖径流收集池，将试验场的径流引流进入收集池，进行统一收集。然而，径流试验场通常占地几百平米甚至数公顷，而暴雨期产生的径流流量也相当可观，由此导致径流池的容积要很大，否则会出现溢流，使该场降雨的径流样品失效。而建造一个大容积的径流收集池，不仅在造价成本上使一般的科学研究难以承受，也会占用大片农田面积，不符合可持续发展理念。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是解决现有技术存在的不足，并提供一种用于收集农业面源污染径流样品的采样器，具体技术方案如下：
[0005]—种用于收集农业面源污染径流样品的采样器，包括进水口、外壳、底板、弹簧、隔板、凸形密封板和延伸片，进水口设置于外壳上，外壳底部一侧与底板铰接，底板上设有与外壳底部相契合的凸形密封板，用于与外壳配合使采样器内部形成不透水的密闭空间；夕卜壳内部均匀设有N条中空的隔板，其中I;当底板与外壳合拢时，隔板的上下两端分别连接外壳内顶部和凸形密封板内表面，将外壳平均分割成N+1个等体积的独立空间；凸形密封板上固定有N片延伸片，延伸片对应地插入隔板内，延伸片与隔板的内面之间填充有隔水层;外壳内顶部和凸形密封板内表面之间通过弹簧相连;隔板与延伸片底部均设有通孔，以连通两侧密闭空间;延伸片与隔板之间设有用于限制底板与外壳开合角度的限位装置。
[0006]作为优选方案，所述的延伸片的高度设置标准为：当外壳与隔板间的开合角度最大时，延伸片仍处于隔板内。
[0007]作为延伸片的优选方案，所述的延伸片包括扇形部和延伸部两部分，扇形部的扇形圆心为底板及外壳的铰接线与延伸片所在平面的交点，半径为该圆心到对面外壳侧壁的最短距离，延伸部位于隔板内部。
[0008]作为限位装置的优选方案，所述的限位装置采用无弹性的限位绳，延伸片与外壳内顶部通过限位绳相连，限位绳长度大于外壳内顶部到凸形密封板内表面的垂直距离，但其伸展到最大长度时，需保证延伸片与隔板不完全分离但外壳底部与凸形密封板之间出现能使径流流出的空隙。
[0009]作为限位装置的另一种优选方案，所述的限位装置采用T型凸块，T型凸块设置于延伸片顶部，隔板内的隔水层位于T型凸块下方两侧，用于同时起密闭隔水和限制T型凸块下滑位移的作用，T型凸块下方的延伸片长度应满足：当T型凸块被隔水层卡住时，外壳底部与凸形密封板之间出现能使径流流出的空隙。
[0010]作为优选方案，所述的弹簧的弹力设置标准为:采样器内部没有径流水时，弹簧的弹力能使该状态下外壳底部与凸形密封板契合并呈不透水密闭状态;且当采样器内部注入高度为H的水时，使外壳底部与凸形密封板呈打开状态，供径流水流出，其中H介于所述的密闭空间高度的1/5?2/3之间。
[0011]作为优选方案，可开合一侧的底板上设有N块与所述的隔板相对应的引流片，引流片设置于外壳外部，且当外壳底部与凸形密封板闭合时，引流片一侧与外壳贴合，引流片与延伸片设置于同一平面上，用于将不同的密闭空间内流出的水流隔开，防止相互混合。
[0012]作为进一步的优选方案，所述的隔板上部与引流片的上部通过弹性绳相连，在由隔板、引流片和弹性绳三者围成的多边形上设置防水膜，使水流无法通过该多边形。
[0013]作为优选方案，每个所述的密闭空间顶部的外壳上均设有排气孔;设置于隔板与延伸片底部的通孔仅在外壳底部与凸形密封板密闭契合时连通，其余时间均处于错位状
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[0014]与现有技术相比，本实用新型通过独特的设计，使装置在没有电源供给的野外依然能够实现径流的均分;大大减小了径流收集装置的占地面积，且可以根据研究需要，改变混合径流的收集比例，既能减少径流体积，又能保证获取正常降雨的径流混合样本的目的；同时具有制造成本低、搬运方便、可自动采样。另外本实用新型还具有其他的技术效果，将在【具体实施方式】中进行详细阐述。
【附图说明】
[0015]图I为一种用于收集农业面源污染径流样品的采样器整体结构示意图；
[0016]图2为一种用于收集农业面源污染径流样品的采样器的内部剖面图；
[0017]图3为图2中装置的A-A剖面示意图；
[0018]图4为图2中装置的B-B剖面示意图；
[0019]图5为本实用新型中带有引流片的底板示意图；
[0020]图6为本实用新型中隔板内部结构示意图；
[0021 ]图7为本实用新型中延伸片结构示意图；
[0022]图8为本实用新型中限位装置的一种结构示意图；
[0023]图9为本实用新型中限位装置的另一种结构示意图；
[0024]图10为本实用新型中带有引流片与防水膜的连接示意图；
[0025]图中：进水口1、外壳2、底板3、弹簧4、隔板5、凸形密封板6、延伸片7、固定绳8、引流片9、通孔10、隔水层11、弹性绳12和防水膜13。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步的解释，以便更好地理解本实用新型。同时，本实用新型中的各实施方式中的技术特征，在不相互冲突的前提下，均可进行组合使用，不构成对本实用新型保护范围的限制。
[0027]如图I和2所示，一种用于收集农业面源污染径流样品的采样器，包括进水口1、外壳2、底板3、弹簧4、隔板5、凸形密封板6和延伸片7，进水口 I设置于外壳2上，外壳2底部一侧与底板3铰接，底板3上设有与外壳2底部相契合的凸形密封板6，用于与外壳2配合使采样器内部形成不透水的密闭空间。底板3用于为凸形密封板6提供支撑及保护。外壳2内部均匀设有N条中空的隔板5，其中N M。当底板3与外壳2合拢时，隔板5的上下两端分别连接外壳2内顶部和凸形密封板6内表面，将外壳2平均分割成N+1个等体积的独立空间。如图3和图6所示，凸形密封板6上固定有N片延伸片7，延伸片7对应地插入隔板5内，延伸片7与隔板5的内面之间填充有隔水层11。如图4所示，外壳2内顶部和凸形密封板6内表面之间通过弹簧4相连;隔板5与延伸片7底部均设有通孔10，以连通两侧密闭空间；延伸片7与隔板5之间设有用于限制底板3与外壳2开合角度的限位装置。外壳2顶部设有排气孔，每个被隔板5分割形成的密闭空间至少有一个排气孔，使径流流入时，保持内外气压平衡。进水口 I通常设与外壳上部。为了保持密闭性能，凸形密封板6和隔水层11可采用硅胶等略带弹性的隔水材料。
[0028]装置的工作流程为:工作开始前，外壳2内被N条中空的隔板5分割为N+1个等体积的分割空间，底板3由于弹簧4的拉力，由凸形密封板6与外壳2形成密闭空间，水流通过进水口 I进入装置后，由于隔板5下部和延伸片7上存在通孔10，外壳2顶部存在排气孔，因此平均分布到各个由隔板5形成的分割空间中，随着水位高度的不断升高，弹簧4的弹力不再足以支撑密闭空间内所有水的重力及底板3自身重力的总和反作用于弹簧4的力，底板3—侧的凸形密封板6下沉，与外壳2之间出现缝隙，当开合到一定程度，固定绳8伸直，无法继续开合，但延伸片7仍处于隔板5内。由此，装置内不同分割空间中的水分别流出，并通过利用外部装置或管路引流，使其分别流向不同区域，此时可用收集装置分别进行收集。每个收集装置内的径流体积分别是流出的总体积的1/N。当水流溢出一定量后，弹簧4的弹力大于空间内所有水的重力及底板3自身重力的总和反作用于弹簧4的力，底板3重新密闭，水流不再溢出。装置内的水位重新升高，升高至一定高度，底板3重新打开，进入下一个循环。由此周而复始，进入装置的水流被分为N分进行收集，但单个收集装置收集到的仍为整场水流的混合水样，大大减少了径流收集装置的大小。
[0029]由于在水流出的过程中，可能由于震动使水流不稳定地跳跃，因此设定延伸片7的高度设置标准为：当外壳2与隔板5间的开合角度最大时，延伸片7仍处于隔板5内。此时，使水在流出过程中，不同密闭空间内被完全阻隔。
[0030]作为延伸片7的一种优选方式，如图7所示，延伸片7包括扇形部701和延伸部702两部分，扇形部701的扇形圆心为底板3及外壳2的铰接线与延伸片7所在平面的交点，半径为该圆心到对面外壳2侧壁的最短距离，延伸部702位于隔板5内部。此时，在底板3开合过程中，延伸片7能够始终保持在隔板5内部，并且可以根据实际需要，设定延伸部702的面积大小或形状，尽量减少或增大其与隔水层11间的摩擦，调整使底板能产生开合的内部水位高度。
[0031]如图9所示，作为限位装置的一种优选方式，限位装置采用无弹性的限位绳8，延伸片7与外壳2内顶部通过限位绳8相连，限位绳8长度大于外壳2内顶部到凸形密封板6内表面的垂直距离，但其伸展到最大长度时，需保证延伸片7与隔板5不完全分离但外壳2底部与凸形密封板6之间出现能使径流流出的空隙。
[0032]如图8所示，作为限位装置的另一种优选方式，限位装置采用T型凸块，T型凸块设置于延伸片7顶部，隔板5内的隔水层11位于T型凸块下方两侧并夹紧T型凸块下部，用于同时起密闭隔水和限制T型凸块下滑位移的作用。T型凸块下方的延伸片7长度应满足：当T型凸块被隔水层11卡住时，外壳2底部