[发明专利]农田土壤渗漏水原位监测采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域，特别涉及一种农田土壤渗漏水原位监测采样装置。

背景技术

农田中化肥、农药和家畜粪便等的大量施用可能导致非点源污染，对区域生态环境和人类健康构成严重的威胁，不仅可能污染饮用水源，而且可能造成地表水富营养化和地下水污染问题。

农业非点源污染具有形成过程随机性大、影响因子复杂，分布范围广、影响深远、机理模糊、潜伏期长、滞后发生、危害大、管理控制难度高等特点。每年因农业非点源污染、农药污染事故等造成巨大损失，对我国农业经济的可持续发展带来了严重的负面影响。

因此，对农田土壤渗漏过程进行原位测定，研究农田水、肥、药迁移行为，用于评估污染风险，并为提出农业非点源污染控制和管理措施提供可靠数据和科学依据，具有十分重要的意义。

现有技术中，农田土壤渗漏过程的常用研究方法主要包括以下三种：

1)原状或填充土柱的室内淋溶实验，用于在室内控制的模拟降雨、土壤及水分边界条件下探索养分和农药等的迁移特征；该法的不足之处在于无法模拟真正田间变化的水热条件及水文条件，可模拟的土柱的深度和面积也较小，不适用于易质性较强的土壤。

2)在田间通过土建方法，安装土槽、修建径流小区，或者建立土壤渗漏系统(配建监测采样用地下室)，在模拟降雨或自然降雨条件下，测定地表和地下不同径流类型中的养分和农药迁移规律及影响因素；该法的不足之处在于修建成本较高，安装时破坏面积大，需较长的稳定沉降期，且一旦建成后通常无法移动至异地使用。

3)商品化蒸渗仪(可称重)，需配建地下监测采样室；该系统价格非常昂贵、维护所需技术要求较高。

综上所述，本领域需要一种设计合理、简便、成本低、易于实现的农田土壤渗漏水原位监测采样系统，这对于农业水、肥、药迁移通量及非点源污染研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、简便、成本低、易于实现的农田土壤渗漏水原位监测采样装置。

本发明提供了一种农田土壤渗漏水原位监测采样装置，包括：原状土盛放筒体、渗漏过滤仓、导流管、水箱、采样管、排水管和水位计，所述原状土盛放筒体位于所述渗漏过滤仓的上方，所述导流管的一端与所述渗漏过滤仓的出口连接，所述导流管的另一端位于所述水箱的内部，所述采样管及所述排水管的下端均插入所述水箱内，所述水位计安装在所述水箱内。

优选地，所述农田土壤渗漏水原位监测采样装置还包括底座，所述渗漏过滤仓设置在所述底座上。

优选地，所述渗漏过滤仓包括周向壳体和顶板，所述顶板与所述周向壳体的底部开口连接，且所述渗漏过滤仓的底部相对水平面倾斜地设置。

优选地，所述顶板上开设有多个透水孔。

优选地，所述漏过滤仓内安装有引流管，所述引流管包括包括第一水管和第二水管，所述第一水管与所述第二水管连接成T字形，且所述第一水管和第二水管上均开设有进水孔，所述第二水管的远离所述第一水管的一端伸出所述漏过滤仓后与所述导流管的所述一端连接。

优选地，所述水箱包括箱体、中空的上部壳筒和采样池，所述上部壳筒的下端与所述箱体的上表面连接，且所述上部壳筒的内部与所述箱体连通，所述采样池安装在所述上部壳筒的内壁上，所述采样管的下端插入所述采样池中，所述水位计安装在所述上部壳筒内。

优选地，所述导流管的所述另一端位于所述采样池的上部开口处。

优选地，所述水位计包括浮子和竖直设置的指示杆，所述指示杆的下端与所述浮子连接，所述上部壳筒的内壁上形成有水位刻度。

优选地，所述排水管安装于所述上部壳筒内，且所述排水管的下端的刀式管口插入所述箱体内部。

优选地，农田土壤渗漏水原位监测采样装置还包括手持采样泵，与所述采样管或排水管的上端端口可拆卸地连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明建造成本低、结构紧凑、安装简便，对实验地破坏较小，可用于需要多种处理的田间水、肥、药控制试验研究，亦可视研究或监测需要在渗漏方箱垂向或侧向开孔插入式安装其他监测或采样设备(如TDR或FDR含水量探头、水势计、土壤溶液采样器等)，用于多种理化指标的原位综合测定。

(2)本发明通过系统的整体密封防渗、防止地下土壤水分进入，能够在野外建立水文独立、水源明确的农田原状土柱渗漏水监测系统，并可实施渗漏水样的动态采样，结合污染物浓度分析结果，可计算得到地块尺度养分和农药随地下径流的迁移通量及其动态变化。