一种农田土壤渗漏水抽取装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水样抽取装置，尤其是涉及一种农田土壤渗漏水抽取装置及其方法。
【背景技术】
[0002]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迀移的能力愈强。径流和渗漏(淋溶和侧渗)是土壤氮、磷等养分流失的主要过程和途径，也是诱发水体富营养化的重要原因，是地下水污染的重要根源。土壤渗漏水是土壤科学、环境科学及植物营养研究的主要对象。氮、磷等营养元素在农田的运移分布特征及其对环境水体污染负荷的研究中，土壤渗漏的淋出水量及浓度是主要的测定内容，但农田土壤渗漏水样如何成功获得一直是个技术性的难题。
[0003]目前，部分专利已对土壤渗漏水采集装置做了尝试，例如已经授权的名为“土壤渗漏水收集装置”(申请号为200620126272.7，公开号为200996900)的专利，用一个三通联接储液罐和两根采集管，输液管通过三通插入储液管的底部进行土壤渗漏水采集；名为“土壤渗漏溶液提取装置”(申请号为200920222111.1，公开号为201555741U)的专利，通过在密闭的溶液收集瓶的瓶口上插有吸液管和吸气管，将吸液管的一端插在渗滤管中，吸气管的一端与负压吸气装置相连接来实现渗漏水的采集。由于上述装置需要真空栗产生负压吸取收集到的土壤渗漏水，收集过程较为复杂，给野外田间采样带来诸多不便。因此，在水田或者含水量较高的农田中，研发一套便于野外操作的土壤渗漏水抽取装置，尤其是研发轻巧、便于操作和携带的土壤渗漏水抽取设备来采集土壤渗漏水，具有非常广泛的用途。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中所面临的问题，本发明的目的是提供一种农田土壤渗漏水抽取装置及其方法。
[0005]本发明的装置技术方案如下:
[0006]—种农田土壤渗漏水抽取装置，包括渗漏水采集管、进水管、抽取器、出水管；进水管、出水管分别连接抽取器的进水口和出水口，进水管另一端置于渗漏水采集管中。
[0007]作为优选，所述的渗漏水采集管底部封闭，并在距底部一定距离的管段外壁每隔一定间距均匀设置渗水孔，并用塑料沙网包裹渗水孔段管壁。
[0008]作为优选，所述的抽取器包括手柄、缸壁密封单元、活塞铰接密封单元、底座单向流动单元；缸壁密封单元内设有活塞铰接密封单元，手柄连接活塞铰接密封单元，用于上下移动活塞铰接密封单元；缸壁密封单元底部设有底座单向流动单元，使渗漏水在手柄上拉时，进入缸壁密封单元，在手柄下压时，排出缸壁密封单元。
[0009]作为优选，所述的缸壁密封部分包括毛毡防尘圈、缸壁盖、缸壁；缸壁上端装有钢壁盖，缸壁盖与活塞杆之间留有间隙；在缸壁盖与活塞杆滑动处安装毛毡防尘圈。
[0010]作为优选，所述的活塞铰接密封部分包括活塞杆、孔用弹性挡圈、关节轴承、轴用弹性挡圈、活塞、密封圈、导向套；活塞设置于缸壁内，并将其内部腔室分为上部的有杆腔和下部的无杆腔；关节轴承连接活塞杆与活塞，以保证推拉手柄时若不慎对活塞杆产生摇摆或旋转，因关节轴承的铰接作用对活塞不产生任何影响，维持活塞的密封性能；活塞杆与关节轴承的内圈间隙配合后用轴用弹性挡圈卡进活塞杆的卡槽，并一同装入活塞内，再用孔用弹性挡圈卡紧活塞；活塞有上、中、下三个环形槽，其中上下两个环形槽分别安装密封圈，中间的环形槽安装导向套；活塞铰接密封部分装配后安装在缸壁内。
[0011]作为优选，所述的底座单向流动部分包括底座、0型密封圈、锥形阀芯、管接头、无孔弹簧堵头、有孔弹簧堵头、弹簧、进水口、出水口 ；底座的进水口端先固定上大下小的锥形阀芯，弹簧上端安装有孔弹簧堵头，且锥形阀芯与有孔弹簧堵头间留有间隙，其中安装连接锥形阀芯和有孔弹簧堵头的弹簧；出水口端先安装上小下大的锥形阀芯，其下方安装无孔弹簧堵头，安装后锥形阀芯与无孔弹簧堵头间同样留有间隙，其中安装连接锥形阀芯和无孔弹簧堵头的弹簧；上述两条弹簧均设有预紧力；缸壁下端与底座单向流动部分之间装配有0型密封圈；管接头连接进水管和出水管。
[0012]作为优选，所述的渗漏水采集管内沿内管壁设有水位显示管，水位显示管由外套管、浮块和指示杆组成，外套管底部镂空并伸至渗漏水采集管底部，浮块放置于外套管底部且与管壁间留有间隙，指示杆底部固定于浮块上且顶部伸出外套管，指示杆上标有刻度。
[0013]作为优选，所述的进水管(8)上每隔一定间距设置有若干个止回阀，使进入止回阀后的渗漏水无法回流，再下一次抽取过程中进入后续管段。
[0014]本发明还提供了一种利用所述装置的农田土壤渗漏水抽取方法，包括如下步骤:
[0015]1)将渗漏水采集管根据采样需要埋设在农田的水层以下的耕作层、犁底层或淀积层土壤中，并使渗漏水采集管管口高出地表40?50cm，利用侧渗压力收集土壤渗漏水；同时将进水管伸至渗漏水采集管的底部，在出水管管口连接采样瓶；
[0016]2)利用水位显示管探测渗漏水采集管底部积累渗漏水水位高度，当达到预设高度时，向上拉动抽取器的手柄，使活塞杆向上移动，轴用弹性挡圈拉动关节轴承的内圈使关节轴承向上移动，关节轴承利用孔用弹性挡圈带动活塞向上移动，同时利用活塞上下安装的密封圈的密封作用，使缸壁内活塞下方的腔室气压减小；当气压降至一定程度时，进水口端锥形阀芯克服弹簧的预紧力向上运动，水在压力差作用下从锥形阀芯侧面通过有孔弹簧堵头的中间孔进入无杆腔，而进水口端锥形阀芯在弹簧的弹性预紧力作用下关闭出水口通路，渗漏水采集管中的水注入无杆腔；
[0017]3)下压抽取器手柄，活塞向下运动，使活塞下端无杆腔压力增大，当空腔内压力大于一定程度时，进水口端的弹簧对锥形阀芯产生向下压力，使锥形阀芯密封进水口通路；而出水口端的锥形阀芯克服弹簧的弹性预紧力向下移动打开出水口通路，水从出水口流出并通过出水管注入采样瓶中；
[0018]4)重复多次步骤2)和3)，将渗漏水采集管和进水管中的渗漏水完全排入采样瓶中，完成该批次渗漏水样品收集；
[0019]5)每次采样后将渗漏管中的水排空。
[0020]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:
[0021]本发明提供的农田土壤渗漏水抽取装置，使土壤中的渗漏水靠侧渗压自动收集在采集管中，用进水管连接渗漏水采集管与抽取器，出水管连接抽取器与采样瓶，通过推拉抽取器手柄使活塞在缸壁内上下移动，缸壁内无杆腔与外界形成压力差，从而使底座部分的两个锥形阀芯在弹簧的预紧力下有序动作，形成单向阀构造来抽取农田土壤渗漏水。同时，本发明还设有自主设计的水位显示管，能够实时显示渗漏水的水位高度，便于了解采样时机。本渗漏水抽取装置结构简单、操作简便、实用性强，能够在电力供应不便的野外进行渗漏液采样工作。
【附图说明】
[0022]图1是一种农田土壤渗漏水抽取装置示意图；
[0023]图2是本发明抽取器的整体结构正视图；
[0024]图3是本发明抽取器的整体结构侧视图；
[0025]图4是本发明抽取器的整体结构立体图；
[0026]图5是本发明缸壁部位示意图；
[0027]图6是本发明的缸壁盖结构示意图；
[0028]图7是本发明的活塞部位示意图；
[0029]图8是本发明的底座部位示意图；
[0030]图9是本发明的锥形阀芯结构示意图；
[0031]图