一种高效便利的土壤非点源污染实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及地表水环境监测领域，具体而言，涉及一种高效便利的土壤非点源污染实验装置。


背景技术：

2.在地表水环境研究领域中，非点源污染尤其是农业非点源污染越来越受到关注。在实际应用中，为了估算非点源污染负荷往往采用经验模型，由于其数据需求低，应用更简单，相比机理模型更具操作性和可行性，特别是在数据极其缺乏的区域。经验模型的输出系数容易获取，且与实际监测结果有很好的吻合度，尤其是对资料缺乏地区进行非点源污染负荷估算时具有明显优势。
3.经验模型的土壤输出系数往往借鉴其它研究中已经确定的数值，然而，不同土壤类型，不同区域污染物输出系数有较大区别，大大影响了区域面源负荷估算结果的准确性。因此，土壤输出系数往往通过建立径流小区测验设施获取。然而，该设施存在如下缺陷：
4.1)一般的径流小区需要在地面以浆砌石与混凝土按照实验需求建立一定面积的长方形径流小区，小区内回填具有一定坡度的土体，在小区较低一侧底部设有出水口接受降雨径流。但对于一些偏远区域来讲，搭建径流小区较为困难，且小区建成后，交通、食宿等问题不便于实验的开展。
5.2)由于径流小区设置相对固定，小区内土壤类型、小区坡度只能按照实验需求一次设定不能更改，因此对控制变量的对照实验来将需建立不同的径流小区，实验成本大，实验条件灵活性差。
6.3)降雨条件对土壤输出系数模型结果准确性的影响是明显的，天然径流小区降雨条件往往依赖于自然条件，降雨时间与降雨强度难以控制，给实验准确性带来一定影响。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种高效便利的土壤非点源污染实验装置，解决了现有技术中径流小区测验设施成本较大，且难以实现不同土壤类型、不同坡度等不同条件下估算土壤污染物输出系数，降雨条件也难以控制的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效便利的土壤非点源污染实验装置，包括箱体支架，及设于所述箱体支架上的箱体、抽水泵、导流管和升降件，所述箱体内部设有内舱，所述内舱盛装有土壤，所述导流管位于箱体上方，且其端部与所述抽水泵出口端相连通，位于所述箱体正上方的导流管上设有多个喷头，所述箱体前侧端部沿高度方向间隔设置有多个出水管，且所述出水管与内舱相连通，所述箱体后侧底端设置有升降件，用于控制箱体倾斜角度。
9.作为优选方案，所述箱体支架上位于箱体两侧固设有导流管支架，所述导流管数量为多个，且每个导流管上均安装有控制阀，多个所述导流管与导流管支架固定连接，且多个所述导流管端部连接有联管，所述联管通过管道与抽水泵出水端相连通。
10.作为优选方案，多个所述出水管分别设置在距离箱体底端面0.5m、1.0m和1.3m高度处。
11.作为优选方案，所述箱体为由1个底板和4个侧板组成的长方体，且所述底板和侧板或相邻两个侧板之间通过螺钉固定连接，且在其连接处设置有防渗铰垫。
12.作为优选方案，所述底板为3*2*0.05m聚乙烯塑料板，所述侧板包括前后侧板和左右侧板，所述前后侧板为2*1.5*0.05m聚乙烯塑料板，所述左右侧板为3*1.5*0.05m聚乙烯塑料板。
13.作为优选方案，所述升降件为2个千斤顶，所述千斤顶底端部位于箱体支架上，其顶端部与箱体底端部相抵接。
14.作为优选方案，位于所述箱体前端的箱体支架上固设有挡板，用于防止箱体倾滑。
15.作为优选方案，所述箱体侧面设置有多个视窗，用于观察箱体内部。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过在装置设计时重点考虑降雨条件与坡度两个因素，同时兼顾考虑不同区域土壤(土地利用类型)的差异，实现一举两得的效果。该装置克服了传统利用径流小区确定区域土壤污染物输出系数方法，搭建难度大，成本高，应用不灵活等问题；在实际应用中，只要确定区域土壤类型、降雨条件、坡度等要素，再将三个要素按照实际组合情况进行统计即可，相比较于传统的径流小区实验条件单一且对于偏远地区来说难以实现，该装置即方便组装也便于操作，更重要的是便于根据区域实际情况设置不同的实验条件，大大提高了土壤输出系数的准确性。
附图说明
17.参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
18.图1为本实用新型实施例的土壤非点源污染实验装置的结构示意图。
19.图中标号：1支脚、2箱体支架、3抽水泵、4控制阀、5导流管、6千斤顶、7箱体、8导流管支架、9防渗胶垫、10内舱、11喷头、12联管、13出水管、14挡板、15视窗。
具体实施方式
20.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
21.根据本实用新型的一实施方式结合图1示出。一种高效便利的土壤非点源污染实验装置，包括箱体支架2，及设于箱体支架2上的箱体7、抽水泵3、导流管5和升降件。在箱体7内部设有内舱10，内舱10盛装有土壤，导流管5位于箱体7上方，且其端部与抽水泵3出口端相连通，位于箱体7正上方的导流管5上设有多个喷头11。
22.在箱体7前侧端部沿高度方向间隔设置有多个出水管13，且出水管13与内舱10相连通。该出水管13选用直径为4cm的pvc管，用于收集土壤的径流量。优选的，多个出水管13分别设置在距离箱体7底端面0.5m、1.0m和1.3m高度处。
23.在箱体7后侧底端设置有升降件，用于控制箱体7倾斜角度。该升降件为2个千斤顶6，千斤顶6底端部位于箱体支架2上，其顶端部与箱体7底端部相抵接。
24.上述箱体支架2为钢管焊接而成，尺寸为3.5*2m，且箱体支架2底端部焊接有20cm高的圆柱形支脚1。该箱体7为由1个底板和4个侧板组成的长方体，且底板和侧板或相邻两个侧板之间通过螺钉固定连接，且在其连接处设置有防渗铰垫，防止箱体7渗水。底板为3*2*0.05m聚乙烯塑料板，侧板包括前后侧板和左右侧板，前后侧板为2*1.5*0.05m聚乙烯塑料板，左右侧板为3*1.5*0.05m聚乙烯塑料板。
25.本实施例中，箱体支架2上位于箱体7两侧固设有导流管支架8，导流管5数量为多个，且每个导流管5上均安装有控制阀4，多个导流管5与导流管支架8固定连接，且多个导流管5端部连接有联管12，联管12通过管道与抽水泵3出水端相连通。启动抽水泵3，打开控制阀4，即可使水流从喷头11喷出，通过调节控制阀4模拟实验条件下的降雨环境。
26.进一步的，在位于箱体7前端的箱体支架2上固设有挡板14，用于防止箱体7在变换角度后发生倾滑。箱体7侧面设置有多个视窗15，用于观察箱体7内部。具体的，在箱体7左右侧面分别开设有5个可自由开关的视窗15，用以检查箱体7内土壤密实度、含水量等物理性质，视窗15开设位置为0.5m和1.3m处两个，1.0m处一个。
27.在实际应用中，只要确定区域土壤类型、降雨条件、坡度等要素，再将三个要素按照实际组合情况进行统计即可。例如，三个要素为：“暗棕壤土，坡度为5
°
，降雨400mm的面积为15km2”，利用该装置将暗棕壤土体原位装进箱体7，调节千斤顶6使箱体7倾斜5
°
，调节导流管5上的控制阀4控制降雨量，即可得到6m2该组合污染物输出量，除以6得到该组合单位污染物输出系数，再利用系数乘以15km2得到整个区域该组合类型的污染物输出量。
28.综上所述，本实用新型的有益效果包括：通过在装置设计时重点考虑降雨条件与坡度两个因素，同时兼顾考虑不同区域土壤(土地利用类型)的差异，实现一举两得的效果。该装置克服了传统利用径流小区确定区域土壤污染物输出系数方法，搭建难度大，成本高，应用不灵活等问题；相比较于传统的径流小区实验条件单一且对于偏远地区来说难以实现，该装置即方便组装也便于操作，更重要的是便于根据区域实际情况设置不同的实验条件，大大提高了土壤输出系数的准确性。
29.本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。