一种适用于高地下水位的地表径流收集装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种农业面源污染监测技术领域，特别是关于一种适用于高地下水位的地表径流收集装置。


背景技术：

2.农业面源污染已成为我国资源环境保护的难题之一，严重威胁着生态系统的安全。农业生产中，盲目追求经济效益而导致的农田面源污染现象屡见不鲜，过量投入的化肥和农药以径流、淋洗的从农田中流失，形成农业面源污染。氮磷元素随之进入河流，引起水体富营养化，造成周边流域生态系统破坏；近半数湖泊存在水体富营养化状态。近年来，大量学者从事该领域研究，如何把握不同种植制度和农事操作下农田的氮磷流失情况成为焦点。
3.对于我国部分地区来说，径流收集过程常因区域气候的差异性产生诸多问题，比如雨季通常呈现降雨时间长、雨量集中和土壤地下水位高等问题为农田地表径流准确、高效收集带来困难。其中地下水位高是高降雨量地区的典型特征，其为装置的埋置和稳定带来挑战。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适用于高地下水位的地表径流收集装置，其能有效解决地下水位高，装置埋藏地下排水困难等问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种适用于高地下水位的地表径流收集装置，其包括：进水装置，设置在地面上；收集管，其第一端与所述进水装置连接；收集器，埋设在地下，其顶部与所述收集管的第二端连接，所述收集器的下部设置有收集桶，用于收集地表径流；过滤装置，设置在所述收集器内的上部，所述收集管传输至的地表径流经所述过滤装置进行过滤处理后流入所述收集器下部的所述收集桶内；抽液管，其第一端位于所述收集桶内的底部，所述抽液管的第二端穿过所述收集器后延伸至地面上方，与设置在地面上的水泵连接。
6.进一步，所述进水装置包括地漏、防虫网和收集盒；所述地漏上间隔设置有至少一个与地表平行的进水口，在所述进水口上缠绕有所述防虫网；在地面下方，位于所述地漏下部设置有所述收集盒。
7.进一步，所述收集盒呈漏斗状结构，其宽口端与所述进水口对应设置，缩口端与所述收集管的第一端连接。
8.进一步，所述进水口设置为2～3个。
9.进一步，所述收集器内部由所述过滤装置分割成上部和下部，所述收集器的下部为所述收集桶；所述收集器的顶部设置有桶盖，所述收集管的第二端以及所述抽液管的第二端都穿设在所述桶盖上；所述收集管的第二端穿过所述桶盖后位于所述收集器的上部。
10.进一步，所述收集桶的底部设置有底座，所述底座外圈周向上设置有若干插孔，固
定杆穿过所述插孔深插在土壤中。
11.进一步，所述过滤装置包括支撑盘、石英砂、支撑盘盖、支撑柱和缓冲器；
12.所述支撑盘设置在所述收集器内，所述支撑盘的上部设置有所述支撑盘盖，所述支撑盘盖与所述支撑盘之间形成的空间内填充有所述过滤用石英砂，且所述支撑盘盖上设置有若干渗漏孔；所述支撑盘的中心位置处设置有所述支撑柱，所述支撑柱的顶端穿过所述支撑盘盖后与所述缓冲器连接，所述缓冲器采用盘状结构。
13.进一步，所述石英砂外部包裹有纱网。
14.进一步，所述支撑盘上间隔设置有若干渗漏孔；所述支撑盘的底部通过若干支撑杆固定在所述底座上。
15.进一步，所述收集器采用直径:高为1:1.5～3.0的圆柱体。
16.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
17.1、本实用新型进水口处装配进水地漏，地漏上方缠绕防虫网，可以有效防止枯枝落叶或较大泥沙颗粒进入收集器内。同时，收集器内增设石英砂过滤装置，有效过滤细小泥沙。石英砂过滤装置由多孔的支撑盘、纱网、支撑盘盖、石英砂和支撑杆组成，多孔的支撑盘、纱网、支撑盘盖采用卡合的方式，其作用是固定石英砂，装置相对于收集器的位置可根据支撑杆的长短上下调节。
18.2、本实用新型底座外圈设计数个固定插孔，用固定杆穿过固定插孔深插农田土壤中，锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与收集装置连接，另一端深入地层紧密接触形成摩擦阻力，使收集装置有效固定在土壤中。
19.3、本实用新型内设有抽液管，抽液管底部深入收集装置底部，外界连接水泵则可以抽取径流水，水泵上外接水表，可以实时读取数据，大大减少人力物力。
20.4、本实用新型小进水口设置2至3个且与地表平行，所有小进水口汇集为漏斗状的收集盒内，有效解决进水口堵塞的问题，减少所收集到水的泥沙含量。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例中的地表径流收集装置整体结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例中的石英砂过滤装置结构示意图。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.本实用新型提供一种适用于高地下水位的地表径流收集装置，其包括：进水装置，设置在地面上；收集管，其第一端与进水装置连接；收集器，埋设在地下，其顶部与收集管的
第二端连接，收集器的下部设置有收集桶，用于收集地表径流；过滤装置，设置在收集器内的上部，收集管传输至的地表径流经过滤装置进行过滤处理后流入收集器下部的收集桶内；抽液管，其第一端位于收集桶内的底部，抽液管的第二端穿过收集器后延伸至地面上方，与设置在地面上的水泵连接。本实用新型能有效解决地下水位高，装置埋藏地下排水困难等问题。
26.在本实用新型的一个实施例中，提供一种适用于高地下水位的地表径流收集装置。本实施例中，如图1所示，该装置包括：
27.进水装置1，设置在地面上，地表径流由进水装置1进入；
28.收集管2，其第一端与进水装置1连接，用于传输地表径流；
29.收集器3，埋设在地下，其顶部与收集管2的第二端连接，收集器3的下部设置有收集桶4，用于收集地表径流；
30.过滤装置5，设置在收集器3内的上部，收集管2传输至的地表径流经过滤装置5进行过滤处理后流入收集器3下部的收集桶4内；
31.抽液管6，其第一端位于收集桶4内的底部，抽液管6的第二端穿过收集器3后延伸至地面上方，与设置在地面上的水泵连接，由水泵经抽液管6将收集桶4内的地表径流排出。
32.上述实施例中，进水装置1包括地漏101、防虫网102和收集盒103。地漏101上间隔设置有至少一个与地表平行的进水口104，在进水口104上缠绕有防虫网102，可以有效防止枯枝落叶或较大泥沙颗粒进入收集器3内。在地面下方，位于地漏11下部设置有收集盒103，收集盒103呈漏斗状结构，其宽口端与进水口104对应设置，缩口端与收集管2的第一端连接，缓冲收集地表径流。
33.在本实施例中，由于雨季降雨量大，为保证地表径流尽快进入收集器3内，进水口104优选为2～3个。
34.上述实施例中，根据地理位置的实际情况，收集管2包括若干直管和若干弯头7。在需要拐弯处，相邻两根直管之间采用弯头7进行连接；在竖直或水平段，相邻两根直管之间直接连接。
35.上述实施例中，收集器3内部由过滤装置5分割成上部和下部，收集器3的下部为收集桶4。收集器3的顶部设置有桶盖8，收集管2的第二端以及抽液管6的第二端都穿设在桶盖8上。收集管2的第二端穿过桶盖8后位于收集器3的上部。
36.其中，收集桶4的底部设置有底座9，底座9外圈周向上设置有若干插孔10，固定杆穿过插孔10深插在土壤中，固定杆作为深入地层的受拉构件，它一端与底座9连接，另一端深入地层紧密接触形成摩擦阻力，使收集装置有效固定在土壤中。
37.上述实施例中，如图2所示，过滤装置5包括支撑盘11、支撑盘盖12、石英砂13、支撑柱15和缓冲器16。
38.支撑盘11设置在收集器3内，支撑盘11的上部设置有支撑盘盖12，支撑盘盖12与支撑盘11之间形成的空间内填充有过滤用石英砂13，且支撑盘盖12上设置有若干渗漏孔14，用于将接收到的地表径流经石英砂13进行过滤处理。支撑盘11的中心位置处设置有支撑柱15，支撑柱15的顶端穿过支撑盘盖12后与缓冲器16连接，缓冲器16采用盘状结构，其内径小于支撑盘11。
39.在本实施例中，优选的，位于支撑盘盖12与支撑盘11之间形成的空间内，在石英砂
13外部包裹有纱网17，对接收到的地表径流进一步进行过滤，有效去除泥沙。
40.在本实施例中，支撑盘11上间隔设置有若干渗漏孔14，用于将过滤后的地表径流流出至收集桶4内；支撑盘11的底部通过若干支撑杆18固定在底座9上，有效避免了因地下水位高产生浮力而发生位移。
41.上述各实施例中，为缓冲径流收集器3受周围土壤压力，防止其变形甚至破坏，收集器3采用直径:高为1:1.5～3.0的圆柱体，该圆柱体受地下土体压力小，具有较高的耐挤压性。
42.上述各实施例中，为测定地表径流量节省人力物力，在水泵上安装有水表，可以读取数据，自动监测水量，并达到压缩成本的目的。
43.本实用新型的工作原理如下：需先前埋于试验小区旁边，要求进水口104位于试验小区内且与地表平行，将固定杆穿过底座9上的插孔10深插入地下，做好收集装置的固定，随后进行填埋。降雨产生径流后，农田径流由进水口104进入收集盒103内，进水口104有防虫网102包裹，可以防止杂物进入收集盒103内。鉴于进水口104可能会有杂物遮挡，导致地表径流收集不及时，故进水口104设计2-3个且需定期清理。然后径流水顺收集管2进入收集桶4内，由于径流水落下具有高度差，为减少其对石英砂13的冲击力使其分布不均，在过滤装置前设计缓冲器16。径流水经过缓冲器16后进入石英砂13和纱网17组成的二次过滤系统，随之径流水通过支撑盘11上的渗漏孔14进入桶底，该过程大大减少水体中的泥污数量。径流收集完毕后，由连接水表的水泵进行抽取，由于水体泥污含量少，延长了水泵的使用寿命。考虑到石英砂13使用期长可能会导致过滤效果不佳，可以隔年打开桶盖8进行清洗或更换。
44.在本实用新型的一些实施例中，制定了关于收集桶7规格标准，标准如下：
[0045][0046]
综上，本实用新型有效的解决了以下技术问题：1)地下水位高，装置埋藏地下，排水困难；2)地下水对收集装置有浮力，装置易产生位移；3)装置密封性差，降雨渗漏对收集过程产生影响；4)装置地下受力较大，易发生形变；5)装置复杂，安装耗时耗力，多点推广困难。
[0047]
由于地表径流伴有大量泥沙，采用防虫网12和石英砂13两道过滤，可以保证装置的耐用性。
[0048]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等
同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。