一种田间淋溶原位监测装置

本发明涉及农业面源污染监测，更具体地说，涉及一种田间淋溶原位监测装置。

背景技术：

1、农田化肥的不合理施用导致肥料利用率偏低，过半的氮磷养分在作物生长期未被吸收，除去土壤固持和微生物活动的挥发消耗的氮磷养分，盈余的氮磷养分进入农田水循环系统中，而农田淋溶水则下渗汇入地下水，研究表明过量施肥是造成浅层地下水硝酸盐污染的重要原因。地下水是作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的备用水源，而其流动性差，自净能力弱，一旦污染很难修复。因此对农业面源污染中的养分淋溶流失进行监测与研究十分有必要。

2、土体淋溶采样装置是研究养分、农药、重金属等穿透包气带进入浅层地下水的主要装置。目前的技术主要分为两种：一是野外田间安装采样设备，可实现原位监测，但无法计算通量，且降水频繁时需多次人工采样，费时费力。而室内人工土柱模拟试验则主要用于在控制参数的情况下研究动力学机制，无法还原真实的自然条件下的淋失情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种田间淋溶原位监测装置，该装置可根据测得的淋溶水的溶质浓度得出对应的淋失通量，并根据降雨数据进行原位抽样，无需人工采样，省时省力，并可对淋溶水样进行水质监测。

2、本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

3、一种田间淋溶原位监测装置，包括监测土体组件、淋溶桶、采样组件、控制组件和水质分析单元；监测土体组件包括回填土容器，淋溶桶放置在回填土容器的底部，淋溶桶包括桶盖和桶体，回填土容器的底部铺设有砾石垫层，砾石垫层的顶部铺设有回填土；采样组件包括抽液管，抽液管的一端穿过桶盖插至桶体内，抽液管的另一端与水质分析单元连接；控制组件包括控制系统、水泵、水表和雨量计，水泵、水表和雨量计分别与控制系统电连接，水泵和水表安装在抽液管上；水质分析单元与控制系统电连接。

4、进一步地，砾石垫层的顶面铺设有第一土工布，回填土容器内的四壁铺设有第二土工布。

5、进一步地，采样组件还包括套管和通气管，套管套设在抽液管的外侧，套管的下端与桶盖密封连接，通气管穿过套管上端的管壁与外界相通。

6、进一步地，桶体内的底部设有透水层，桶体的底端侧壁和底部上均设有多个小孔，淋溶水通过小孔进入桶体内。

7、进一步地，桶体内还设有尼龙网，尼龙网距离桶体底部10-15cm。

8、进一步地，桶体内的四周还设有砖块，砖块位于透水层的上方。

9、进一步地，水质分析单元上设有废液排放管道。

10、进一步地，水质分析单元还包括通讯子单元，通讯子单元通过无线网络与监控平台连接。

11、进一步地，采样组件还包括防雨帽，防雨帽安装在套管顶端。

12、进一步地，砾石垫层的厚度为10-15cm。

13、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

14、一、本发明通过雨量计与水表获取的降雨数据，可计算田间监测土体区域在降雨时水量的输入和淋失水量的输出，根据测得的淋溶水的溶质浓度可得出对应的淋失通量，并通过控制系统根据降雨数据控制水泵进行原位抽样，无需多次进行人工采样，省时省力；增加水质分析单元，可实现对淋溶水样进行水质监测的功能。

15、二、本发明通过控制系统控制水泵将淋溶桶内的淋溶水抽空，并通过废液排放管道将淋溶水样排放，能有效避免水样混杂而导致检测效果误差。

16、三、本发明在套管的顶端安装防雨帽，将通气管与外界相通的一端设置为弯头，可防止外界水从套管和通气管进入淋溶桶内，有效防止污染淋溶水样。

技术特征：

1.一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：包括监测土体组件、淋溶桶、采样组件、控制组件和水质分析单元；

2.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：砾石垫层的顶面铺设有第一土工布，回填土容器内的四壁铺设有第二土工布。

3.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：采样组件还包括套管和通气管，套管套设在抽液管的外侧，套管的下端与桶盖密封连接，通气管穿过套管上端的管壁与外界相通。

4.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：桶体内的底部设有透水层，桶体的底端侧壁和底部上均设有多个小孔，淋溶水通过小孔进入桶体内。

5.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：桶体内还设有尼龙网，尼龙网距离桶体底部10-15cm。

6.根据权利要求4所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：桶体内的四周还设有砖块，砖块位于透水层的上方。

7.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：水质分析单元上设有废液排放管道。

8.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：水质分析单元还包括通讯子单元，通讯子单元通过无线网络与监控平台连接。

9.根据权利要求3所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：采样组件还包括防雨帽，防雨帽安装在套管顶端。

10.根据权利要求1所述的一种田间淋溶原位监测装置，其特征在于：砾石垫层的厚度为10-15cm。

技术总结
本发明具体地涉及一种田间淋溶原位监测装置，包括监测土体组件、淋溶桶、采样组件、控制组件和水质分析单元；监测土体组件包括回填土容器，淋溶桶放置在回填土容器的底部，淋溶桶包括桶盖和桶体，回填土容器的底部铺设有砾石垫层，砾石垫层的顶部铺设有回填土；采样组件包括抽液管，抽液管的一端穿过桶盖插至桶体内，抽液管的另一端与水质分析单元连接；控制组件包括控制系统、水泵、水表和雨量计，水泵、水表和雨量计分别与控制系统电连接，水泵和水表安装在抽液管上；水质分析单元与控制系统电连接。本发明可根据测得的淋溶水的溶质浓度得出对应的淋失通量，并根据降雨数据进行原位抽样，无需人工采样，省时省力，并可对淋溶水样进行水质监测。

技术研发人员：胡峥,杨行健,许迪豪,李辉东,张振,林学明,汤贤哲,李永涛
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12