专利名称：一种简易径流液收集装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种简易径流液收集装置及其使用方法，属于土壤监测技术和农业环 境保护领域。
背景技术：
化肥对世界粮食的生产具有很重要的贡献。据联合国粮农组织统计，发展中国家 施肥可使粮食作物单产提高35 % 57 %，总产提高30 % 50 %。目前，我国大部分耕地都 需补充氮素，1/2以上耕地需补充磷肥，1/3 1/4以上耕地需补充钾肥。尽管化肥在粮食 增产方面取得了巨大成就，但同时也带来了一系列的环境问题，其中农田的地表径流带来 的养分损失是引起农田生态环境问题的主要原因之一。地表径流携带的营养物质量，取决于地表径流流经区域的土壤类型、降雨强度和 降雨量、地质、地形、地表植被、肥料种类和施用量以及人为管理措施等多种因素。作物所 需三大要素都可以通过土壤侵蚀进入江河，这在我国是氮、磷、钾污染水体的主要途径。据 1990年美国调查，57%的湖泊受到农田养分流失的严重影响。我国全年流失土壤达50亿 t，带走的氮、磷、钾及微量元素等养分约相当于全国一年的化肥使用总量。在我国，近年来， 由于农村劳动力的减少，致使化肥施用量增加，有机肥投入减少，从而导致土壤物理性状的 恶化、土块板结和土壤通透性降低、地表径流加大、大量养分流夫，造成水体富营养化。农田土壤N、P随地表径流向水体迁移是农田N、P养分损失的主要途径之一，也是 造成农业非点源污染的主要原因。大量研究表明，农田土壤地表径流N、P的输出不仅造成 经济上的浪费，而且是构成地表水体富营养化的第一大威胁。国外对于农田暴雨径流氮磷 流失研究始于20世纪70年代，早期的研究集中在农田径流氮磷的流失量及其对水体的影 响。我国进行包括氮素在内的农用化合物随地表径流流失的研究刚刚起步，关于农田氮素 的地表径流流失研究多集中在南方的水田，现在随着对氮磷地表径流研究的深入，北方农 田关于氮磷地表径流流失的研究也越来越多。径流收集池是农田研究中必不可少的一个装 置。目前常见的一般都是砖混结构，需要在农田中进行较大的工程建设，不仅耗资巨大，而 且对于农田土体也是一种破坏，很难恢复农田的原状。如果能够发明一种简易的径流液收 集装置，不仅成本低廉，对于农田的破坏不大，易于恢复，而且也能达到收集径流液的目的， 可以说一举多得。目前尚未发现类似径流液收集装置的发明。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的一些不足，从而提供一种简易径流 液收集装置及其使用方法，通过安装一种能准确测算土壤径流液体积的简易径流液收集装 置，使土壤径流液的监测具有成本低、制造与安装方便、容易实施、结果可靠等特点。本发明的技术方案如下—种简易径流液收集装置，由收液器、出水管、导液管和径流液收集嘴组成，其特 征在于收液器为圆桶状的不透水容器，由桶盖和圆桶体组成，圆桶体上端为内收的斜颈，圆
3桶体上口外侧和桶盖外沿内侧上带有丝纹，桶盖能旋紧在圆桶体上对其进行密封；收液器 桶盖上设有出水管口，出水管穿过出水管口并由固定器将其固定在桶盖上；出水管上口盖 有管帽；圆桶体的斜颈上带有导液管，由固定器加以固定，使其与收液器的圆桶体相连通； 导液管的另一端接径流液收集嘴，径流液收集嘴上覆有一层尼龙网。所述收液器的桶盖和圆桶体由硬质塑料制成，圆桶体体积在50-100L。所述的出水管为不透明的硬质PVC管。所述的导液管为硬质耐压耐腐塑料管，直径为50_75mm。所述的径流液收集嘴为莲蓬喷头状，由硬质塑料制成，莲蓬喷头的上面直径为 75-100mm，其上面分布有细孔；莲蓬喷头下端颈部侧弯，颈部直径为50-70mm，能直接插入 导液管内。一种上述收集装置的使用方法，步骤如下(1)在要安装的田块中选择地势低凹的地方，挖一直径为lm，深为90-100cm的坑， 挖掘出的土壤要分层堆放，以方便能按原来的土体结构回填；(2)将桶盖旋紧在圆桶体上，使得出水管插入圆桶体中，用PVC密封胶密封桶盖和 圆桶体连接处及桶盖和出水管连接处；(3)将导液管插入圆桶体中2-3cm由固定器加以固定，用PVC密封胶密封连接处；(4)把径流液收集嘴下端颈部插入导液管的上端开口内，使得径流液收集嘴的莲 蓬喷头上面保持水平状态，然后用PVC密封胶密封连接处，在径流液收集嘴莲蓬喷头上面 覆一层孔径在2-3mm的尼龙网，用伸缩固定器扎牢；(5)待PVC密封胶凝固后，把整个收集装置放入坑内，以径流液收集嘴的莲蓬喷头 上面略低于地面l_2cm，出水管上口高出地面15-20cm为宜，将管帽盖在出水管上口上；(6)往坑内逐层回填土壤，逐层夯实并灌水，使坑内的土壤基本恢复原状，这样径 流液收集装置可以在雨季或灌水后收集径流液，然后用水泵或抽水机将收液器内的径流液 抽出进行测试分析。本发明所使用的PVC密封胶为市售的U-PVC粘合剂。本发明简易径流液收集装置的优点(1)本发明装置十分简易，所需材料常见，成本低廉。(2)本发明装置的设计与结构简单，安装与埋设过程工程量小，易于操作。(3)本发明装置安装完成后，仅有径流液收集嘴和出水管露出地面，占地面积较 小，不影响常规农作。
图1是本发明装置结构示意图；图2是本发明装置出水管处连接示意图；图3是本 发明装置导液管及径流收集嘴处的连接示意图。其中1、圆桶体；2、出水管；3、导液管；4、管帽；5、径流液收集嘴；6、桶盖；7、丝 纹；8、固定器；9、尼龙网，10、固定器，11、斜颈。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不限于此。
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实施例1 本发明实施例1如附图1-3所示，由收液器、出水管2、导液管3和径流液收集嘴5 组成。其特征在于收液器为圆桶状的不透水容器，由桶盖6和圆桶体1组成，圆桶体1上端 为内收的斜颈11，圆桶体1上口外侧和桶盖6外沿内侧上带有丝纹7，桶盖6能旋紧在圆桶 体1上对其进行密封；收液器桶盖6上设有出水管口，出水管2穿过出水管口并由固定器8 将其固定在桶盖6上；出水管2上口盖有管帽4 ；圆桶体1的斜颈11上带有导液管3，由固 定器10加以固定，使其与收液器的圆桶体1相连通；导液管3的另一端接径流液收集嘴5， 径流液收集嘴5上覆有一层尼龙网9。所述收液器的桶盖6和圆桶体1由硬质塑料制成，圆桶体1体积是75L。所述的出水管2为不透明的硬质PVC管。所述的导液管3为硬质耐压耐腐塑料管，直径为58mm。所述的径流液收集嘴5为莲蓬喷头状，由硬质塑料制成，莲蓬喷头的上面直径为 75mm,其上面分布有细孔；莲蓬喷头下端颈部侧弯，颈部直径为50mm，能直接插入导液管 内。实施例2 和实施例1相同，只是圆桶体1的体积是100L ；导液管3的直径为80mm ；径流液收 集嘴5的莲蓬喷头上面直径为100mm，莲蓬喷头下端颈部侧弯，颈部直径为70mm，能直接插 入导液管内。实施例3 一种上述收集装置的使用方法，步骤如下(1)在要安装的田块中选择地势低凹的地方，挖一直径为lm，深为90cm的坑，挖掘 出的土壤要分层堆放，以方便能按原来的土体结构回填；(2)将桶盖6旋紧在圆桶体1上，使得出水管2插入圆桶体1中，用PVC密封胶密 封桶盖6和圆桶体1连接处及桶盖6和出水管2连接处；(3)将导液管3插入圆桶体1中2cm由固定器10加以固定，用PVC密封胶密封连 接处；(4)把径流液收集嘴5下端颈部插入导液管3的上端开口内，使得径流液收集嘴 5的莲蓬喷头上面保持水平状态，然后用PVC密封胶密封连接处，在径流液收集嘴莲蓬喷头 上面覆一层孔径在2mm的尼龙网，用伸缩固定器扎牢；(5)待PVC密封胶凝固后，把整个收集装置放入坑内，以径流液收集嘴5的莲蓬喷 头上面略低于地面1cm，出水管2上口高出地面15cm为宜，将管帽4盖在出水管2上口上；(6)往坑内逐层回填土壤，逐层夯实并灌水，使坑内的土壤基本恢复原状，这样径 流液收集装置可以在雨季或灌水后收集径流液，然后用水泵或抽水机将收液器内的径流液 抽出进行测试分析。本实施例所使用的伸缩固定器为橡皮筋。实施例4 和实施例3相同，只是步骤(1)中的坑深为IOOcm ；步骤(3)中的导液管插入圆桶 体中3cm固定；步骤(4)中在径流液收集嘴莲蓬喷头上面覆一层孔径为3mm的尼龙网；步骤 (5)中的径流液收集嘴的莲蓬喷头上面低于地面2cm，出水管上口高出地面20cm。
权利要求
一种简易径流液收集装置，由收液器、出水管、导液管和径流液收集嘴组成，其特征在于收液器为圆桶状的不透水容器，由桶盖和圆桶体组成，圆桶体上端为内收的斜颈，圆桶体上口外侧和桶盖外沿内侧上带有丝纹，桶盖能旋紧在圆桶体上对其进行密封；收液器桶盖上设有出水管口，出水管穿过出水管口并由固定器将其固定在桶盖上；出水管上口盖有管帽；圆桶体的斜颈上带有导液管，由固定器加以固定，使其与收液器的圆桶体相连通；导液管的另一端接径流液收集嘴，径流液收集嘴上覆有一层尼龙网。
2.如权利要求1所述的一种农田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述收液器的桶盖 和圆桶体由硬质塑料制成，圆桶体体积在50-100L。
3.如权利要求1所述的一种农田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的出水管为不 透明的硬质PVC管。
4.如权利要求1所述的一种农田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的导液管为硬 质耐压耐腐塑料管，直径为50-75mm。
5.如权利要求1所述的一种农田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的径流液收集 嘴为莲蓬喷头状，由硬质塑料制成，莲蓬喷头的上面直径为75-100mm，其上面分布有细孔； 莲蓬喷头下端颈部侧弯，颈部直径为50-70mm，能直接插入导液管内。
6.一种如权利要求1所述的收集装置的使用方法，步骤如下(1)在要安装的田块中选择地势低凹的地方，挖一直径为lm，深为90-100cm的坑，挖掘 出的土壤要分层堆放，以方便能按原来的土体结构回填；(2)将桶盖旋紧在圆桶体上，使得出水管插入圆桶体中，用PVC密封胶密封桶盖和圆桶 体连接处及桶盖和出水管连接处；(3)将导液管插入圆桶体中2-3cm由固定器加以固定，用PVC密封胶密封连接处；(4)把径流液收集嘴下端颈部插入导液管的上端开口内，使得径流液收集嘴的莲蓬喷 头上面保持水平状态，然后用PVC密封胶密封连接处，在径流液收集嘴莲蓬喷头上面覆一 层孔径在2-3mm的尼龙网，用伸缩固定器扎牢；(5)待PVC密封胶凝固后，把整个收集装置放入坑内，以径流液收集嘴的莲蓬喷头上面 略低于地面l_2cm，出水管上口高出地面15-20cm为宜，将管帽盖在出水管上口上；(6)往坑内逐层回填土壤，逐层夯实并灌水，使坑内的土壤基本恢复原状，这样径流液 收集装置可以在雨季或灌水后收集径流液，然后用水泵或抽水机将收液器内的径流液抽出 进行测试分析。
全文摘要
一种简易径流液收集装置及其使用方法，属于土壤监测技术领域。装置由收液器、出水管、导流管和径流液收集嘴组成，该装置使用时，先在田块中挖一收液器大小的坑，将收集装置置于坑内，径流收集嘴略低于田块的最低处，然后将挖出的土壤逐层回填，逐层夯实。并多次灌水，使收液器周围的土壤基本恢复原状，与收液器紧贴在一起，没有缝隙，仅有出水管和径流收集嘴露出地面。该装置外型设计简单，成本低廉，安装与埋设简单易行，工程量小，安装后仅有出水管和径流收集嘴露出地面，基本不占农田，不影响正常农田操作。本发明特别适合于氮、磷等养分随雨水的径流损失对地表水富营养化影响的监测测量，本发明成本低，且取样结果准确。
文档编号G01N33/24GK101915684SQ201010251390
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者孙明, 张英鹏, 张骞, 李彦, 王平, 郜玉环 申请人:山东省农业科学院土壤肥料研究所