專利名稱：基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氮磷等可溶性元素隨坡面水文循環過程中，其淋溶遷移的觀測收集系統，該系統特別是適應于土層較深，而且存在淺層地下水的坡地，對坡面表層徑流、不同深度的壤中流和淺層地下水中的氮磷等元素進行觀測收集，屬于農業技術領域。
背景技術：
現代農業生產中，農民為了追求作物高產，在種植過程中大量的施入化學氮磷等肥料，除小部分被作物吸收利用外，其余大部分的氮磷等養分被存儲在土壤中或進入大氣和水體，對環境造成嚴重威脅。特別是在坡耕地中，氮磷等養分的損失更大。但是，目前還沒有一種比較好的裝置，從整個坡面水文循環過程出發(表層徑流、壤中流和淺層地下水)，對不同坡長、不同坡度、不同土層深度的氮磷等元素的淋溶遷移進行有效的觀測和收集，也造成了坡面氮磷的淋溶、遷移和轉化等機理研究還不清楚。整個坡面水文循環過程可以分為3部分:首先，降雨后在坡面形成的表面徑流過程(即徑流泥沙過程)，其次是滲入土層中的水流形成的壤中流過程，最后是土層中的水流繼續下滲，滲入到淺層地下水，造成地下水位升降的過程。在這3個水文過程中，攜帶了大量的氮磷等元素，隨之進行淋溶遷移，造成了嚴重的資源浪費和環境污染，是農業面源污染的主要途徑。目前，關于對氮磷等元素隨坡面水文循環系統淋溶遷移的觀測收集裝置還未見報道。目前雖然存在關于坡面表層徑流和壤中流的收集裝置(中國專利號:ZL200710064068.6,發明名稱“薄層坡地壤中流測定系統”，
公開日2007年8月15日，公告號:CN101017104 ;中國專利號:200710050941.6，發明名稱“薄坡地水土流失觀測小區的修建方法及觀測小區的構造”，
公開日:2008.07.30，公開號:CN101231185)，雖然這些裝置(系統)也能觀測氮磷等元素在表層徑流和壤中流的遷移，但這些裝置缺少對淺層地下水水位升降的觀測裝置，從而存在對壤中流中的氮磷元素繼續遷移到地下水后而無法觀測的問題，使得這種裝置不適用于土層較深，地下水埋深較淺的坡面(地下水埋深:地下水(潛水)水面(潛水面)至地面的距離)。而且這些裝置在同一個觀測小區內僅是收集單一坡度、單一坡長和單一土層深度下產生的壤中流，而缺少在同一個觀測小區內對相同坡度、不同坡長和不同土層深度下壤中流的收集，若觀測相同坡度、不同坡長和不同土層深度下壤中流，需要建多個觀測小區，增加了建造費用。而且一些觀測小區在建造過程中需要移去母巖層以上的土壤，使得建造過程費時費力，也造成了這些觀測小區僅適用于土層較薄的坡面。而且觀測小區建好后，重新回填土壤，也破壞了土壤結構，使得近期內觀測的水文數據誤差較大。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術存在在同一個觀測小區內對相同坡度、不能觀測和收集不同坡長和不同土層深度下壤中流、以及不能對淺層地下水水位升降的觀測及其氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集的缺陷和不足，提供一種結構簡單，操作、維護便捷，能將表面徑流和相同坡度、不同坡長、不同土層深度的壤中流以及淺層地下水中的氮磷等化學元素進行收集觀測的系統，該系統可用于坡面水文要素平衡、氮磷等可溶性元素的淋溶遷移的綜合定量測定。本實用新型所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，設有坡面徑流小區，坡面徑流小區由土體和土體四周圍成的坡腳隔墻、坡頂隔墻和相對應的兩個側面隔墻構成，坡腳隔墻、坡頂隔墻和相對應的兩個側面隔墻均豎直設置，坡面徑流小區的坡腳隔墻的外壁設置有表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置，坡腳隔墻內壁設置有壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置，坡面徑流小區內中部設置有淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置。所述的表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置由表面徑流收集槽、表面徑流導流管、表面徑流收集池組成；表面徑流收集槽的長L與坡面徑流小區的寬M相等，表面徑流收集槽的一長側壁與坡面徑流小區的坡腳隔墻外壁固定連接且該長側壁頂面與坡腳隔墻的隔墻頂面平齊，表面徑流收集池的頂部設置有固定蓋板I和活動蓋I，固定蓋板I與表面徑流收集池的頂部固定連接，固定蓋板I的面積為表面徑流收集池的頂面面積的1/2 2/3，活動蓋I的蓋面面積為表面徑流收集池的頂面面積的1/2 1/3，固定蓋板I的面積與活動蓋I的蓋面面積之和等于表面徑流收集池的頂面面積，活動蓋I與固定蓋板I通過鉸鏈連接，表面徑流收集池的一側壁下部設置有表面徑流排水管，表面徑流排水管端口設置有表面徑流排水管蓋，表面徑流排水管蓋與表面徑流排水管通過螺紋連接，表面徑流導流管的一端與表面徑流收集槽的底部連通，表面徑流導流管的另一端與表面徑流收集池的固定蓋板I連通。所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置由截留板、一個以上的壤中流收集槽、壤中流導流管、壤中流收集池、鵝卵石層和尼龍網組成，壤中流導流管的數量與壤中流收集槽的數量相等；壤中流收集池的頂部設置有固定蓋板II和活動蓋II，固定蓋板II與壤中流收集池的頂部固定連接，固定蓋板II的面積為壤中流收集池的頂面面積的1/2 2/3，活動蓋II的蓋面面積為壤中流收集池的頂面面積的1/2 1/3，固定蓋板II的面積與活動蓋II的蓋面面積之和等于壤中流收集池的頂面面積，活動蓋II與固定蓋板II通過鉸鏈連接，壤中流收集池的一側壁下部設置有壤中流排水管，壤中流排水管端口設置有壤中流排水管蓋，壤中流排水管蓋與壤中流排水管通過螺紋連接；壤中流收集槽底部設置有開口，各壤中流收集槽在同一平面上從上至下排列，兩兩壤中流收集槽間隔排列，截留板穿過每個壤中流收集槽的開口并與開口固定連接，壤中流收集槽的槽口向上，且壤中流收集槽呈2° 3°的傾斜度，壤中流收集槽向上傾斜的端面與坡面徑流小區的一側面隔墻固定連接，壤中流收集槽向下傾斜的端頭設置在坡面徑流小區的另一側面隔墻內并與壤中流導流管的一端口連通，壤中流導流管的另一端口與壤中流收集池的固定蓋板II連通，截留板的兩側面分別與坡面徑流小區相對應的側面隔墻的內壁固定連接，截留板與坡面徑流小區的坡腳隔墻平行，截留板的頂端面與坡面徑流小區內的土體表面平齊，分布在截留板上部的第一個壤中流收集槽的槽口端面低于坡面徑流小區內的土體表面20cm 25cm，所述的壤中流收集槽內設置有鵝卵石層，鵝卵石層表面設置有尼龍網。所述的淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置由底部封閉的淺層地下水收集管、管蓋、尼龍網、鐵絲網組成，在與所述的淺層地下水收集管底面相距20cm 25cm的淺層地下水收集管的管壁上設置有一個淺層地下水進水孔，淺層地下水進水孔的外表面設置有尼龍網，尼龍網表面設置有鐵絲網，淺層地下水收集管的頂端口通過螺紋連接有管蓋；所述的淺層地下水進水孔的孔口與地下水位的表面平齊，淺層地下水收集管高出坡面徑流小區內的土體表面。在上述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置與坡面徑流小區的坡頂隔墻之間還可設置一個以上的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置，該一個以上的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置與坡面徑流小區的連接關系與上述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置與坡面徑流小區的連接關系相同。所述的尼龍網的孔徑可以為0.5mm 1mm。所述的鐵絲網的孔徑可以為0.5mm 1mm。與現有技術相比，本發明的有益效果是:本實用新型可同時測定地表面徑流、相同坡長而不同土層的壤中流、淺層地下水中氮磷等元素的淋溶遷移情況、淺層地下水的升降，還可測定不同坡長的壤中流氮磷等元素的淋溶遷移情況。該系統能為農田面源污染的機制研究提供合理、科學的數據。本實用新型可以在截留板上即同一垂直面上設置一個以上的壤中流收集槽，兩個壤中流收集槽之間可以根據需要測定不同土層深度的壤中流，排布各壤中流收集槽之間的距離，因此，在降雨過后，既可以通過表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置測定表面徑流中氮磷等元素的淋溶遷移情況、同時可測定相同坡長的不同土層深度的壤中流氮磷等元素的淋溶遷移情況，既節省原料成本，又節省收集壤中流的時間成本，還可同時通過淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置測定淺層地下水的水位上升下降情況及其淺層地下水中氮磷等元素的淋溶遷移情況。各收集池設置的活動蓋，淺層地下水收集管設置的管蓋，均方便取水樣進行氮磷等化學元素淋溶物的分析測定，能夠有效的區分確定出不同水流所攜帶的污染負荷，解決氮磷等元素淋溶遷移的過程機制。也可防止雨水和土體進入收集池、收集管內。本實用新型還可以根據測定不同坡長的壤中流計劃，在位于坡面徑流小區坡腳隔墻內壁的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置與坡頂隔墻之間增置一個以上的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置，因此，本實用新型還可在同一坡面徑流小區內測定不同坡長的壤中流氮磷等元素的淋溶遷移情況。本實用新型設計巧妙、結構簡單、方便修建、操作維護便捷。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是坡面徑流小區的結構示意圖；圖3是表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置的結構示意圖；圖4是坡面徑流小區與表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置連接的結構示意圖；圖5是壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置的結構示意圖；圖6是壤中流收集槽的結構示意圖；[0024]圖7是截留板的結構示意圖；圖8是淺層地下水收集管的結構示意圖；圖9是淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置的結構示意圖；圖10是圖9中A-A剖視圖；圖11設置有兩個壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置的本實用新型的結構示意圖；圖中各標記依次表示:1 一坡面徑流小區、2—表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置、3—壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置、4 一淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置、11 一坡腳隔墻、12—坡頂隔墻、13—側面隔墻、21—表面徑流收集槽、22—表面徑流導流管、23—表面徑流收集池、233—固定蓋板1、234—活動蓋1、235—表面徑流排水管、236—表面徑流排水管蓋、31—截留板、32—壤中流收集槽、321—壤中流收集槽底部開口，322—壤中流收集槽向上傾斜的端面、323—壤中流收集槽向下傾斜的端頭、33—壤中流導流管、34—壤中流收集池、341—固定蓋板I1、342—活動蓋I1、343—壤中流排水管、344—壤中流排水管蓋、41 一淺層地下水收集管、42—管蓋、43—淺層地下水進水孔、44 一尼龍網、45—鐵絲網、L表示表面徑流收集槽的長、M表示坡面徑流小區的寬。
具體實施方式
實施例1參見圖1-圖10，本實用新型所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統由坡面徑流小區1、表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置2、壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3、淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置4組成，坡面徑流小區I由土體和土體四周圍成的坡腳隔墻11、坡頂隔墻12和相對應的兩個側面隔墻13構成，坡腳隔墻
11、坡頂隔墻12和相對應的兩個側面隔墻13的墻體均豎直設置，坡面徑流小區I的坡腳隔墻11的外壁設置有表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置2，坡腳隔墻11內壁設置有壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3，坡面徑流小區I內中部設置有淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置4。表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置2、壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置
3、淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置4各部件的結構以及與坡面徑流小區I的連接和位置關系如下:所述的表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置2由表面徑流收集槽21、表面徑流導流管22、表面徑流收集池23組成；表面徑流收集槽21的長L與坡面徑流小區I的寬M相等，表面徑流收集槽21的一長側壁與坡面徑流小區I的坡腳隔墻11外壁固定連接且該長側壁頂面與坡腳隔墻11的隔墻頂面平齊，表面徑流收集池23的頂部設置有固定蓋板I 233和活動蓋I 234，固定蓋板I 233與表面徑流收集池23的頂部固定連接，固定蓋板I 233的面積為表面徑流收集池23的頂面面積的1/2及活動蓋I 234的蓋面面積為表面徑流收集池23的頂面面積的1/2，或固定蓋板I 233的面積為表面徑流收集池23的頂面面積的2/3及活動蓋I 234的蓋面面積為表面徑流收集池23的頂面面積的1/3，即固定蓋板I 233的面積與活動蓋I 234的蓋面面積之和等于表面徑流收集池23的頂面面積，活動蓋I 234與固定蓋板233通過鉸鏈連接，表面徑流收集池23的一側壁下部設置有表面徑流排水管235，表面徑流排水管235端口設置有表面徑流排水管蓋236，表面徑流排水管蓋236與表面徑流排水管235通過螺紋連接，表面徑流導流管22的一端與表面徑流收集槽21的底部連通，表面徑流導流管22的另一端與表面徑流收集池23的固定蓋板I 233連通。所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3由截留板31、一個以上的壤中流收集槽32、壤中流導流管33、壤中流收集池34、鵝卵石層和尼龍網組成，壤中流導流管33的數量與壤中流收集槽32的數量相等；壤中流收集池34的頂部設置有固定蓋板II 341和活動蓋II 342，固定蓋板II 341與壤中流收集池34的頂部固定連接，固定蓋板II 341的面積為壤中流收集池34的頂面面積的1/2，活動蓋II 342的蓋面面積為壤中流收集池34的頂面面積的1/2，或固定蓋板II 341的面積為壤中流收集池34的頂面面積的2/3，活動蓋II 342的蓋面面積為壤中流收集池34的頂面面積的1/3，即固定蓋板II 341的面積與活動蓋II 342的蓋面面積之和等于壤中流收集池34的頂面面積，活動蓋II 342與固定蓋板II 341通過鉸鏈連接，壤中流收集池34的一側壁下部設置有壤中流排水管343，壤中流排水管343端口設置有壤中流排水管蓋344，壤中流排水管蓋344與壤中流排水管343通過螺紋連接；壤中流收集槽32底部設置有開口 321，各壤中流收集槽32在同一平面上從上至下排列，兩兩壤中流收集槽32間隔排列，截留板31穿過每個壤中流收集槽32的開口 321并與開口 321固定連接，壤中流收集槽32的槽口向上，且壤中流收集槽32呈2° 3°的傾斜度，壤中流收集槽向上傾斜的端面322與坡面徑流小區I的一側面隔墻13固定連接，壤中流收集槽向下傾斜的端頭323設置在坡面徑流小區I的另一側面隔墻13內并與壤中流導流管33的一端口連通，壤中流導流管33的另一端口與壤中流收集池34的固定蓋板II 341連通，截留板31的兩側面分別與坡面徑流小區I相對應的側面隔墻13的內壁固定連接，截留板31與坡面徑流小區I的坡腳隔墻11平行(即截留板31的板面與坡面徑流小區I的坡腳隔墻11的墻面平行)，截留板31的頂端面與坡面徑流小區I內的土體表面平齊，分布在截留板31上部的第一個壤中流收集槽32的槽口端面低于坡面徑流小區I內的土體表面20cm或25cm，所述的壤中流收集槽32內設置有鵝卵石層，鵝卵石層表面設置有孔徑為0.5_或1_的尼龍網。所述的淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置4由底部封閉的淺層地下水收集管41、管蓋42、尼龍網44、鐵絲網45組成，在與所述的淺層地下水收集管41底面相距20cm或25cm的淺層地下水收集管41的管壁上設置有一個淺層地下水進水孔43，淺層地下水進水孔43的外表面設置有孔徑為0.5mm或Imm的尼龍網44，在尼龍網44表面設置有孔徑為
0.5mm或Imm的鐵絲網45，淺層地下水收集管41的頂端口通過螺紋連接有管蓋42 ;所述的淺層地下水進水孔43的孔口與淺層地下水位的表面平齊，使淺層地下水易于進入淺層地下水收集管41，淺層地下水收集管41高出坡面徑流小區I內土體表面，便于取下管蓋42，從淺層地下水收集管41內取水樣進行氮磷等化學元素淋溶物的分析測定和測定淺層地下水的水位上升下降情況。本實用新型所述的坡面徑流小區I的構造是采用常用的一種方法構成的，即坡面徑流小區I由土體和土體四周圍成的坡腳隔墻11、坡頂隔墻12和相對應的兩個側面隔墻13構成，坡腳隔墻11、坡頂隔墻12和相對應的兩個側面隔墻13的墻體均豎直設置，四周隔墻的深度為淺層地下水埋深的深度，即可隔斷其它水流進入小區，構成一個獨立的坡面水文循環系統。建造時在將預測的具有坡度的土體外四周的土挖除，在預觀測土體四周用磚并用水泥砂漿將磚縫封閉或混泥土砌成墻(墻體均豎直)，使坡面徑流小區里的水流不流出該小區，四周墻體外的水也不能進入坡面徑流小區，四周的坡腳隔墻11、坡頂隔墻12和相對應的兩個側面隔墻13的深度至淺層地下水埋深的深度，構成一個獨立的坡面水文循環系統，坡頂隔墻12和兩側隔墻13高出該小區內的土體表明IOcm 20cm，坡腳隔墻11的墻體頂面以及兩個側面隔墻13的墻體頂面與坡頂隔墻12的墻體頂面平齊，即坡腳隔墻11的墻體頂面以及兩個側面隔墻13的墻體頂面與頂隔墻12的墻體頂面為同一平面，且坡腳隔墻11的墻體頂面與該小區內接觸的土體表面平齊，這種常規的構造可使小區的土體保持原有狀態，沒有被破壞，該小區內上坡部位的水流不會溢出該小區，流向下坡方向的水流可順利地流入表面徑流收集槽21內。實施例2參見圖1-圖11，實施例2所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，除在實施例1所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3與坡面徑流小區I的坡頂隔墻12之間設置一個壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3外，其余結構與實施例1相同，增設的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3與坡面徑流小區I的連接與實施例1所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3與坡面徑流小區I的連接相同。本實施例是在同一坡面徑流小區I內在不同坡長設置兩個壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3，可達到在同一坡面徑流小區I內測定不同坡長、不同土層的壤中流中氮磷等元素淋溶遷移情況，研究其淋溶遷移的過程機制的目的。如果坡面徑流小區的坡長更長，還可在該坡面徑流小區內不同坡長位置增設I個以上的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3，即可節省構建小區的材料，又可測定更多不同坡長的壤中流中氮磷等元素淋溶遷移的過程機制。本實用新型的工作流程是:降雨后形成的表層徑流沿著坡面徑流小區I流入表面徑流收集槽21，通過表面徑流導流管22進入表面徑流收集池23，掀開表面徑流收集池23上的活動蓋I 234，取表面徑流收集池23內的水樣和土樣就可以測定氮磷等元素變化，采樣后，取下表面徑流排水管蓋236，表面徑流收集池23中多余的徑流泥沙即可通過表面徑流排水管235排到池外。同時，滲入土壤中的降雨，被壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置3中的截留板31攔截后，流入壤中流收集槽32，壤中流通過設置在壤中流收集槽32內的尼龍網、鵝卵石順壤中流收集槽32向下傾斜的方向流入壤中流導流管33、再流入壤中流收集池34內，掀開壤中流收集池34上的活動蓋II 342，取壤中流收集池34內的水樣就可以測定氮磷等元素變化，采樣后，取下壤中流排水管蓋344，多余的壤中流即可通過壤中流排水管343排到池外。其中，截留板31上可以布設一個以上的壤中流收集槽32，每個壤中流收集槽32布設在截留板31上的位置可以按照試驗的要求進行，如截留板31頂端為Ocm起算，從截留板31自上而下20cm處設置第一個壤中流收集槽32，則在O 20cm 土層中的壤中流匯流到第一個壤中流收集槽32內，若在截留板31自上而下40cm處設置第二個壤中流收集槽32，則分布在20 40cm 土層中的壤中流則匯流到第二個壤中流收集槽32內，以此類推。淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置4根據連通器原理設計，繼續下滲到淺層地下水中的水流，引起水位的升降，當地下水位升降到淺層地下水收集管41管壁上的淺層地下水進水孔43時，淺層地下水便通過鐵絲網45和尼龍網44進入淺層地下水收集管41內，地下水位升降時，該裝置內的水位也隨之發生升降，該淺層地下水收集管41高出所述小區內土體表面便于取該管內的水樣，取下設置在淺層地下水收集管41頂部的管蓋42，便可測定地下水位的升降高度以及取出地下水水樣，測定地下水位升降引起的氮磷等化學元素的變化，蓋上管蓋42可防止雨水和土壤進入該管內。本實用新型各零、部件的連接均按常規方法為無縫連接，以防止坡面徑流小區內的水流滲漏和坡面徑流小區外的水流流入。
權利要求1.在基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，設有坡面徑流小區，其特征在于:坡面徑流小區(I)的坡腳隔墻(11)的外壁設置有表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置(2)，坡腳隔墻(11)內壁設置有壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置(3)，坡面徑流小區(I)內中部設置有淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置(4)。
2.根據權利要求1所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置(2)由表面徑流收集槽(21)、表面徑流導流管(22)和表面徑流收集池(23)組成；表面徑流收集槽(21)的長L與坡面徑流小區(I)的寬M相等，表面徑流收集槽(21)的一長側壁與坡面徑流小區(I)的坡腳隔墻(11)外壁固定連接且該長側壁頂面與坡腳隔墻(11)的隔墻頂面平齊，表面徑流收集池(23)的頂部設置有固定蓋板I (233)和活動蓋I (234)，固定蓋板I (233)與表面徑流收集池(23)的頂部固定連接，固定蓋板I (233)的面積為表面徑流收集池(23)的頂面面積的1/2 2/3，活動蓋I (234)的蓋面面積為表面徑流收集池(23)的頂面面積的1/2 1/3，固定蓋板I (233)的面積與活動蓋I (234)的蓋面面積之和等于表面徑流收集池(23)的頂面面積，活動蓋I (234)與固定蓋板(233)通過鉸鏈連接，表面徑流收集池(23)的一側壁下部設置有表面徑流排水管(235)，表面徑流排水管(235)端口設置有表面徑流排水管蓋(236)，表面徑流排水管蓋(236)與表面徑流排水管(235)通過螺紋連接，表面徑流導流管(22)的一端與表面徑流收集槽(21)的底部連通，表面徑流導流管(22)的另一端與表面徑流收集池(23)的固定蓋板I (233)連通。
3.根據權利要求1所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置(3)由截留板(31)、一個以上的壤中流收集槽(32 )、壤中流導流管(33 )、壤中流收集池(34)、鵝卵石和尼龍網組成，壤中流導流管(33)的數量與壤中流收集槽(32)的數量相等；壤中流收集池(34)的頂部設置有固定蓋板II (341)和活動蓋II (342)，固定蓋板II (341)與壤中流收集池(34)的頂部固定連接，固定蓋板II (341)的面積為壤中流收集池(34)的頂面面積的1/2 2/3，活動蓋II (342)的蓋面面積為壤中流收集 池(34)的頂面面積的1/2 1/3，固定蓋板II (341)的面積與活動蓋II (342)的蓋面面積之和等于壤中流收集池(34)的頂面面積,活動蓋II (342)與固定蓋板II (341)通過鉸鏈連接，壤中流收集池(34)的一側壁下部設置有壤中流排水管(343)，壤中流排水管(343 )端口設置有壤中流排水管蓋(344 )，壤中流排水管蓋(344 )與壤中流排水管(343)通過螺紋連接；壤中流收集槽(32)底部設置有開口(321)，各壤中流收集槽(32)在同一平面上從上至下排列，兩兩壤中流收集槽(32)間隔排列，截留板(31)穿過每個壤中流收集槽(32)的開口(321)并與開口(321)固定連接，壤中流收集槽(32)的槽口向上，且壤中流收集槽(32)呈2° 3°的傾斜度，壤中流收集槽向上傾斜的端面(322)與坡面徑流小區(I)的一側面隔墻(13)固定連接，壤中流收集槽向下傾斜端頭(323)設置在坡面徑流小區(I)的另一側面隔墻(13)內并與壤中流導流管(33)的一端口連通，壤中流導流管(33)的另一端口與壤中流收集池(34)的固定蓋板II (341)連通，截留板(31)的兩側面分別與坡面徑流小區(I)相對應的側面隔墻(13)內壁固定連接，截留板(31)與坡面徑流小區(I)的坡腳隔墻(11)平行，截留板(31)的頂端面與坡面徑流小區(I)內的土體表面平齊，分布在截留板(31)上部的第一個壤中流收集槽(32)的槽口端面低于坡面徑流小區(I)內的土體表面20cm 25cm，所述的壤中流收集槽(32)內設置有鵝卵石，鵝卵石表面設置有尼龍網。
4.根據權利要求3所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的尼龍網的孔徑為0.5mm 1mm。
5.根據權利要求1所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置(4)由底部封閉的淺層地下水收集管(41)、管蓋(42)、尼龍網(44)和鐵絲網(45)組成，在與所述的淺層地下水收集管(41)底面相距20cm 25cm的淺層地下水收集管(41)的管壁上設置有一個淺層地下水進水孔(43)，淺層地下水進水孔(43)的外表面設置有尼龍網(44)，在尼龍網(44)表面設置有鐵絲網(45)，淺層地下水收集管(41)的頂端口通過螺紋連接有管蓋(42);所述的淺層地下水進水孔(43)的孔口與淺層地下水位的表面平齊，淺層地下水收集管(41)高出坡面徑流小區(I)內土體表面。
6.根據權利要求5所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的尼龍網(44)的孔徑為0.5mm 1mm。
7.根據權利 要求5所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:所述的鐵絲網(45)的孔徑為0.5mm 1mm。
8.根據權利要求1至7中任一權利要求所述的基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，其特征在于:在所述的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置(3)與坡面徑流小區(I)的坡頂隔墻(12)之間設置一個以上的壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種基于坡面水文循環的氮磷等元素淋溶遷移的觀測收集系統，該系統在坡面徑流小區的坡腳隔墻的外壁設置有表面徑流中氮磷等元素觀測收集裝置，坡腳隔墻內壁設置有壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置，坡面徑流小區中部設置有淺層地下水中氮磷等元素觀測收集裝置。還可以在該小區內不同坡長位置設置多個壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置，在壤中流中氮磷等元素觀測收集裝置的截留板上設置有一個以上的壤中流收集槽。本實用新型可同時測定地表面徑流、相同坡長而不同土層的壤中流、淺層地下水中氮磷等元素的淋溶遷移、淺層地下水的升降，還可測定不同坡長的壤中流中氮磷等元素的淋溶遷移，該系統能為農田面源污染的機制研究提供合理、科學的數據。
文檔編號G01N1/10GK202939066SQ201220648348
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者陳安強, 雷寶坤, 朱紅業, 毛妍婷 申請人:云南省農業科學院農業環境資源研究所