一种农田地表径流及地下淋溶水收集实验装置

1.本实用新型涉及水样采集装置技术领域，具体涉及一种农田地表径流及地下淋溶水收集实验装置。


背景技术：

2.农业生产上，随着化肥的大量施用及灌溉条件的改善，由施肥带入农田土壤的氮、磷等养分含量愈高，也意味着未被转化利用的肥料养分向水体环境迁移的能力愈强。径流和淋溶是农田土壤氮、磷等养分流失的主要过程和途径，损失的氮、磷的量与水管理措施密切相关，大量灌溉会加重农田径流和淋溶作用，导致更多的养分流失。测定农田地表径流及地下淋溶水量对研究氮、磷流失具有重要意义，目前虽然有针对大田尺度的径流流失检测手段，但存在占地面积大、取样困难、投入成本高、田间管理困难等问题；现有的淋溶流失测量手段除存在以上问题外，还存在难以针对不同深度进行样品采集、难以定量淋溶总量的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种农田地表径流及地下淋溶水收集实验装置，该装置可以采集径流水样和地表径流量，可以采集淋溶水量，同时也可以采集不同深度处的淋溶水样。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种农田地表径流及地下淋溶水收集实验装置，包括土柱管、径流收集盒、防雨盖和淋溶收集盒，土柱管的上端贯穿径流收集盒，径流收集盒的顶部为开口状，土柱管的顶部低于径流收集盒的顶部，径流收集盒的侧壁上设有径流取样阀，防雨盖套在径流收集盒上方，防雨盖上设有与土柱管相对应的通孔，土柱管的下端与淋溶收集盒连接，土柱管与淋溶收集盒之间设有密孔隔板，淋溶收集盒的底部连接有底座，土柱管的侧壁上至少设有两个深度取样阀，淋溶收集盒的侧壁上设有淋溶取样阀。
6.进一步的，径流收集盒上还设有田间控制阀，田间控制阀穿过径流收集盒的侧壁，并连接在土柱管的侧壁上。
7.进一步的，土柱管和淋溶收集盒一体成型。
8.进一步的，径流取样阀和田间控制阀均位于径流收集盒侧壁底部。
9.进一步的，淋溶取样阀位于淋溶收集盒的侧壁底部。
10.进一步的，土柱管、径流收集盒、防雨盖、淋溶收集盒和底座均采用聚氯乙烯制成。
11.总的说来，本实用新型具有如下优点：
12.一、本实用新型便于采集径流水样和地表径流量，便于收集淋溶水量，同时也便于采集不同深度处的淋溶水样。收集的径流水样及总量数据可用于计算径流流失总量，通过与施肥量的计算可得到径流氮磷流失占农田氮磷施入量的百分比，即环境归趋；对淋溶水样和水量的长期监测一方面可以计算流失总量和环境归趋，另一方面可以阐明不同深度淋
溶流失的主要氮磷形态，为如何减少农田氮磷流失提供理论性依据。
13.二、本实用新型便于切换到不同的水分管理模式，通过开关田间控制阀，可以控制土柱管内的淹水情况，可灵活设置不同的淹水深度和不同干湿条件。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.图2是本实用新型密孔隔板的结构示意图。
16.其中，1为土柱管，2为径流收集盒，3为防雨盖，4为淋溶收集盒，5为径流取样阀，6为密孔隔板，7为底座，8为30cm深度取样阀，9为60cm深度取样阀，10为淋溶取样阀，11为田间控制阀。
具体实施方式
17.下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
18.如图1和图2所示，一种农田地表径流及地下淋溶水收集实验装置，包括土柱管、径流收集盒、防雨盖和淋溶收集盒，土柱管的上端贯穿径流收集盒，径流收集盒的顶部为开口状，土柱管的顶部低于径流收集盒的顶部，径流收集盒的侧壁上设有径流取样阀，防雨盖套在径流收集盒上方，防雨盖上设有与土柱管相对应的通孔，土柱管的下端与淋溶收集盒连接，土柱管与淋溶收集盒之间设有密孔隔板，淋溶收集盒的底部连接有底座，土柱管的侧壁上至少设有两个深度取样阀，淋溶收集盒的侧壁上设有淋溶取样阀。
19.如图1所示，径流收集盒用于收集地表径流，防雨盖套在径流收集盒上方，能够防止雨水进入径流收集盒，影响地表径流的收集；径流收集盒的侧壁底部上设有径流取样阀，通过径流取样阀，可以收集单次或多次降雨后地表径流量。
20.如图1所示，径流收集盒的侧壁底部还设有田间控制阀，田间控制阀穿过径流收集盒的侧壁，并连接在土柱管的侧壁上。通过设置田间控制阀，可以根据实验或植物生长需要，将土柱管切换到不同的水分管理模式，即通过开关田间控制阀，可以控制土柱管内的淹水情况，可灵活设置不同的淹水深度和不同干湿条件。
21.如图1所示，土柱管的侧壁上至少设有两个深度取样阀，多个深度取样阀位于土柱管不同的深度处，设置多个深度取样阀主要用于采集不同深度处的淋溶水样，可以根据需要设置深度取样阀的位置和深度，土柱管的长度根据实验需要设置。
22.如图1所示，淋溶收集盒用于收集淋溶水，土柱管内的水随重力不断的下渗，下渗的淋溶水穿过密孔隔板，被收集在淋溶收集盒中；淋溶收集盒的侧壁底部上设有淋溶取样阀，通过淋溶取样阀，可以定量采集淋溶水总量。
23.土柱管、径流收集盒、防雨盖、淋溶收集盒和底座均采用聚氯乙烯(pvc)制成，各部件之间通过专用胶水粘接。土柱管和淋溶收集盒一体成型。
24.如图1所示，在本实施方式中，土柱管的长度为69.5cm，土柱管的管径为20cm。径流收集盒的长度和宽度均为30cm，径流收集盒的高度为10cm，土柱管伸入到径流收集盒内的长度为9.5cm，即土柱管的顶部低于径流收集盒的顶部0.5cm，土柱管位于径流收集盒外部的长度为60cm。土柱管的侧壁上设有两个深度取样阀，分别为30cm深度取样阀和60cm深度取样阀，30cm深度取样阀设置在土柱管露出径流收集盒的30cm处，60cm深度取样阀设置在
土柱管露出径流收集盒的60cm处，即土柱管的底部。防雨盖的长度和宽度均为32cm，防雨盖的高度为10cm，防雨盖的通孔直径为20cm，防雨盖的侧壁上设有与径流取样阀和田间控制阀对应的凹槽，便于径流取样阀和田间控制阀穿过防雨盖。淋溶收集盒为管状，淋溶收集盒的管径为20cm，淋溶收集盒的长度为20cm。径流取样阀、田间控制阀、深度取样阀和淋溶取样阀的管径≥2cm。
25.本实用新型的工作原理如下：土柱管伸出径流收集盒的部分装有土壤，土壤里栽种有植物，植物生长起来后，可从土柱管顶部和防雨盖的通孔中伸出；下雨天，雨水从防雨盖的通孔中进入土柱管，当土柱管内的雨水到达一定量时，会发生地表径流和淋溶，即土柱管内的雨水会从土柱管顶部漫出来，并流入到径流收集盒中，同时，土柱管内土壤表层水会随重力不断的下渗，下渗的淋溶水在淋溶收集盒中蓄积。打开径流取样阀，可用量筒定量采集径流水样，也可以采集单次或多次降雨产生的地表径流量；打开不同深度处的深度取样阀，可用注射器采集不同深度处的淋溶水样和土壤样品；打开淋溶取样阀，可用量筒定量采集淋溶水量。在此过程中，可以通过开关田间控制阀，来控制土柱管内的淹水情况，灵活设置不同的淹水深度和水分模式。
26.总的说来，本实用新型便于采集径流水样和地表径流量，便于收集淋溶水量，同时也便于采集不同深度处的淋溶水样。收集的径流水样及总量数据可用于计算径流流失总量，通过与施肥量的计算可得到径流氮磷流失占农田氮磷施入量的百分比，即环境归趋；对淋溶水样和水量的长期监测一方面可以计算流失总量和环境归趋，另一方面可以阐明不同深度淋溶流失的主要氮磷形态，为如何减少农田氮磷流失提供理论性依据。本实用新型便于切换到不同的水分管理模式，通过开关田间控制阀，可以控制土柱管内的淹水情况，可灵活设置不同的淹水深度和不同干湿条件。
27.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。