一种地表径流收集监测装置的制作方法

本实用新型涉及地表径流监测技术领域，特别是涉及一种地表径流收集监测装置。

背景技术：

点源污染和面源污染是导致河流、湖泊水质恶化的两大因素，随着点源污染得到有效的控制和管理，面源污染已成为影响水环境质量的主要污染形式。而农业源总氮、总磷排放占排放总量的57.2％和67.3％，其中农田氮、磷排放量主要来自农田生产活动中的过量肥料、农药的施用，占农业源的59％和38％。因此，研究农业面源污染的发生过程及流失特征是高效利用农业资源、治理农业环境污染、改善农业生产条件和保障农产品质量安全的重中之重。

农田养分地表径流流失指借助降雨、灌水或者冰雪融水将农田土壤中的氮、磷等水污染物向地表水体径向迁移的过程。因此，研究农田面源污染地表径流发生规律和影响因素，为面源污染防治提供预案和数据支撑很有必要。

目前，对土壤地表径流流失规律的研究方法主要有模拟降雨法、插钎监测法、农田排水监测法、径流场法、径流池法等。模拟降雨法是一种较理想的人工模拟降雨装备，室内与大田结果相差较大；插钎法与农田排水监测法只能定性监测不适用于定量监测；径流场法安全性差、不易清洗及强降雨后场地破坏恢复难度大；径流池法能满足农田面源污染定性和定量研究，但工程量大、成本高。

现有的地表径流收集监测装置存在以下不足：(1)导水管易堵塞且径流池易收集到泥沙，造成径流水量读数不准；(2)果园中果树根系纵向横向延伸一般较长，径流池高度一般为100-200cm，建设对果树扰动较大；(3)北方地区降雨量较少的情况下，产生的径流量平铺在径流池池底，造成体积计量难，取样难。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种地表径流收集监测装置，用于解决或部分解决现有的地表径流收集监测装置存在导水管易堵塞且径流池易收集到泥沙，造成径流水量读数不准的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种地表径流收集监测装置，该装置包括：过滤装置；所述过滤装置包括顶部开口的壳体以及设置在壳体内部的过滤材料，所述壳体设置在地面之下且顶部开口的第一侧边与监测小区的第二侧边相接设置，所述壳体内部填充过滤材料用于对流经所述过滤装置的径流水进行杂质过滤，所述壳体的底面设置开口与导水管的一端相连，所述导水管的另一端与径流收集装置相连。

在上述方案的基础上，所述第一侧边的长度大于或等于所述第二侧边的长度。

在上述方案的基础上，所述监测小区的其他侧边的高度均高于所述第二侧边的高度。

在上述方案的基础上，所述过滤材料包括：上层砾石和下层石英砂；所述石英砂在所述壳体的内部铺设在底面上，所述砾石铺设在所述石英砂的上方，所述石英砂的空隙用细沙填充。

在上述方案的基础上，所述壳体的顶部设置不透水盖板，所述盖板遮挡所述壳体的顶部开口用于防止雨水进入所述壳体中。

在上述方案的基础上，所述壳体的底面开口处设置地漏与所述导水管的一端相连。

在上述方案的基础上，所述径流收集装置包括圆柱状的收集桶，所述收集桶的侧壁上设置刻度线，所述收集桶的顶部设置顶盖，所述顶盖与所述收集桶通过螺纹连接，所述收集桶的下方侧壁或底面上设置出水口，所述出水口处设置出水阀门。

在上述方案的基础上，所述壳体的材质为不透水材料。

在上述方案的基础上，所述壳体为长方体，所述壳体的高度为：35-45cm，所述第一侧边的长度为：100-120cm，所述壳体的宽度为：35-45cm。

在上述方案的基础上，所述砾石的粒径为：10-20mm；所述石英砂的粒径为：5-10mm。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种地表径流收集监测装置，通过设置过滤装置，可减少或者基本消除收集的径流水中的泥沙等杂物，既提高了收集的径流水的有效性便于检测分析，同时可防止导水管的阻塞而提高装置的收集效率和使用寿命；另外，设置径流收集装置可为现有的容器，相比设置径流池，基本无工程量，且不需要地下太多的空间，避免了对监测小区作物根系的扰动；且径流收集装置在监测结束后能够回收利用，符合环保可持续发展。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种地表径流收集监测装置的结构示意图。

附图标记说明：

1—监测小区； 2—壳体； 3—地漏；

4—导水管； 5—径流收集装置； 6—盖板；

7—砾石； 8—石英砂； 9—顶盖；

10—出水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例根据本实用新型提供一种地表径流收集监测装置，该装置包括：过滤装置；所述过滤装置包括顶部开口的壳体2以及设置在壳体2内部的过滤材料，所述壳体2设置在地面之下且顶部开口的第一侧边与监测小区1的第二侧边相接设置，所述壳体2内部填充过滤材料用于对流经所述过滤装置的径流水进行杂质过滤，所述壳体2的底面设置开口与导水管4的一端相连，所述导水管4的另一端与径流收集装置5相连。

本实施例提供的一种地表径流收集监测装置，设置过滤装置对收集的径流水进行过滤，可去除泥沙等杂质，保证收集的径流水的有效性。

过滤装置包括一壳体2和设置在壳体2内部的过滤材料。壳体2可为空心结构且在顶部具有开口。将壳体2设置在地下且顶部开口的第一侧边与监测小区1的第二侧边相接。可在监测小区1的第二侧边相接的地面挖设一与壳体2的形状和大小相适应的坑，将壳体2放置在坑内，且使壳体2的顶部开口与监测小区1的第二侧边紧密相接。

这样设置使得监测小区1产生的地表径流通过壳体2的顶部开口流入壳体2中，从而对径流水进行收集。在壳体2内填充过滤材料，流入壳体2中的径流水需流经过滤材料，从而通过过滤材料进行杂质过滤。

经过过滤材料过滤之后的较清澈的径流水从壳体2底部的开口流入导水管4中。然后径流水经过导水管4之后流入径流收集装置5中进行收集。

径流收集装置5为具有容置空间的容器，其具体形状大小可根据实际需要灵活设置，以能对径流水进行容纳和便于体积计量为目的，对此不做限定。

本实施例提供的一种地表径流收集监测装置，通过设置过滤装置，可减少或者基本消除收集的径流水中的泥沙等杂物，既提高了收集的径流水的有效性便于检测分析，同时可防止导水管4的阻塞而提高装置的收集效率和使用寿命；另外，设置径流收集装置5可为现有的容器，相比设置径流池，基本无工程量，且不需要地下太多的空间，避免了对监测小区作物根系的扰动；且径流收集装置5在监测结束后能够回收利用，符合环保可持续发展。

进一步地，直接采用径流收集装置代替了挖设较大尺寸的径流池，也便于在降雨量较少即产生的径流量较少的情况下，在径流收集装置中对径流水进行计量和采样。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述第一侧边的长度大于或等于所述第二侧边的长度。即壳体2顶部开口与监测小区1相接的开口长度大于或等于监测小区1第二侧边的长度。

监测小区1地表产生的径流通过第二侧边流入壳体2内，整个径流的宽度即为第二侧边的长度。将第一侧边的长度设置为大于或等于第二侧边的长度，可保证监测小区1地表径流均通过顶部开口流入壳体2内，而不会流至壳体2外部，从而保证对监测小区1范围内全部的地表径流进行收集，可对地表径流进行定量监测，使监测更加严谨。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述监测小区1的其他侧边的高度均高于所述第二侧边的高度。

监测小区1为划分的具有一定面积的针对性进行监测的地域范围。将监测小区1的除第二侧边外的其他侧边均设置为高度高于第二侧边，这样可保证监测小区1的地表径流从第二侧边流动，而不会从其他侧边流动；进一步保证了监测小区全部的地表径流均流入壳体2内进行收集，提高监测的准确性。

进一步地，可将监测小区1设置在一坡面上，将过滤装置设置在监测小区1的下坡位置，便于径流水顺利流入过滤装置中。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述过滤材料包括：上层砾石7和下层石英砂8；所述石英砂8在所述壳体2的内部铺设在底面上，所述砾石7铺设在所述石英砂8的上方，所述石英砂8的空隙用细沙填充。

采用砾石7和石英砂8作为过滤材料填充在壳体2的内部，分级对径流水进行过滤，可有效去除泥沙等杂质。砾石7铺设在石英砂8的上方，对流入壳体2的径流水进行初级过滤，主要可去除较大块的杂质。

流经砾石7层之后，径流水再通过石英砂8进行二级过滤，可进一步去除颗粒较小的杂质。为保证石英砂8之后径流水的过滤效果，将石英砂8与细沙混合。细沙填充在石英砂8层的空隙中，使石英砂8层变得更加密集，可保证径流水较好的过滤效果。

采用砾石7、石英砂8以及细沙作为过滤材料，取材方便，成本较低，且适应于对泥沙等杂质进行过滤。进一步地，过滤材料也可为其他，以能实现对径流水中的泥沙等杂质进行过滤为目的，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述壳体2的顶部设置不透水盖板6，所述盖板6遮挡所述壳体2的顶部开口用于防止雨水进入所述壳体2中。

在壳体2的顶部开口处设置盖板6，盖板6覆盖在壳体2的顶部即可。盖板6应能完全遮挡顶部开口，以防止雨水等通过顶部开口进入壳体2内而导致监测结果的不准确。盖板6在壳体2和监测小区1相接处与壳体2之间应具有间隙，以使得监测小区1的径流水能够流入壳体2内部。

进一步地，盖板6与壳体2之间的连接方式以及盖板6和壳体2之间的间隙距离不做限定，以能实现遮挡顶部开口防止雨水进入壳体2，且监测小区1的径流能够流入壳体2内部为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述壳体2的底面开口处设置地漏3与所述导水管4的一端相连。

将壳体2的底部做成地漏3来连接导水管4，可在导水管4的一端对径流水中的杂质再次进行拦截过滤，从而保证流入径流收集装置5中的径流水的有效，提高监测的准确性。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述径流收集装置5包括圆柱状的收集桶，所述收集桶的侧壁上设置刻度线，所述收集桶的顶部设置顶盖9，所述顶盖9与所述收集桶通过螺纹连接，所述收集桶的下方侧壁或底面上设置出水口10，所述出水口10处设置出水阀门。

本实施例提供一种径流收集装置5的具体结构。可将导水管4的另一端与圆柱形的收集桶相连通，采用圆柱形的收集桶对过滤之后的径流水进行收集。圆柱形收集桶比较常见，取材方便，成本较低，且不需要占用地下空间，无工程量。

进一步地，在收集桶的侧壁上可设置刻度线，便于直接对收集的径流水进行定量监测，提高监测的效率和准确性。

收集桶的顶部设置顶盖9，顶盖9与收集桶螺纹连接，方便打开清洗。在收集桶的下方侧壁或底面上设置出水口10，便于对收集的径流水进行采样以及排水。出水口10通过出水阀门进行控制打开或关闭。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述壳体2的材质为不透水材料。

壳体2的侧壁以及底部由不透水材料制成，可防止进入壳体2的径流水通过侧壁或者底面渗透到壳体2外部而导致监测的不准确。

进一步地，壳体2侧壁以及底部可为不透水板或者为水泥壁，对此不做限定，以能实现防止收集的径流水渗透流出为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述壳体2为长方体，所述壳体2的高度为：35-45cm，所述第一侧边的长度为：100-120cm，所述壳体2的宽度：35-45cm。

该尺寸大小的壳体2既能满足对监测小区1地表径流的收集，且尺寸适中，便于设置，不会占用过多的地下空间，可避免对作物根系造成扰动。

进一步地，壳体2也可为其他任何规则或不规则形状，以能较好的收集监测小区1的径流水为目的，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述砾石7的粒径为：10-20mm；所述石英砂8的粒径为：5-10mm。

该粒径大小的砾石7以及石英砂8可较好的对泥沙等杂志进行过滤，达到较好的过滤效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种地表径流收集监测装置在监测小区1和导水管4之间设置过滤装置。具体地，过滤装置中壳体2为长方体。长方体壳体2顶部的第一侧边与监测小区1的第二侧边齐平延伸，紧密相接。长方体壳体2高40cm，宽40cm，长度即第一侧边的长度与第二侧边等长。

长方体壳体2内从地面往下0-20cm层填充粒径为10-20mm的砾石7；地面往下20-40cm层填充粒径为5-10mm的石英砂8，石英砂8空隙用细沙填充。

长方体壳体2底面做成地漏3连结导水管4，长方体壳体2顶部开口上面盖一个不透水板，防治雨水进入。导水管4连结径流收集桶，收集桶为带刻度圆柱状，上面配有螺纹盖子，方便清洗，收集桶底部配有出水阀门，便于采样和排水。

该监测装置设置长方体壳体2过滤装置减少或者基本消除了收集桶中泥沙量，防止导水管4的堵塞。

收集桶相比径流池基本无工程量，且读数精准易取样、清洗，对果园果树根系无扰动，监测结束装置能回收利用，符合环保可持续发展。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。