農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法，該裝置包括：淋溶桶和第一熱熔管；所述淋溶桶內(nèi)設(shè)有液位傳感器，用于監(jiān)測(cè)地下淋溶水量；所述第一熱熔管一端穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，另一端與第一三通閥的第一接口相連；所述第一熱熔管的內(nèi)徑大于所述液位傳感器的內(nèi)徑。本發(fā)明提出的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)設(shè)置內(nèi)徑大于液位傳感器內(nèi)徑的熱熔管，提供了更換所述液位傳感器的管道，實(shí)現(xiàn)定期對(duì)所述液位傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)或更換，提高了農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】
農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)集約化農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式所引起的面源污染問(wèn)題日益突出，成為我國(guó)北方地下水硝酸鹽污染的一個(gè)重要原因。長(zhǎng)期以來(lái)，由于缺乏準(zhǔn)確、可行、統(tǒng)一的信息化監(jiān)測(cè)方法，一直難以準(zhǔn)確把握我國(guó)農(nóng)田面源污染的變化特點(diǎn)和主控因素，給有效防治農(nóng)田面源污染帶來(lái)了極大困難。
[0003]農(nóng)田地下淋溶是借助降水、灌水或冰雪融水將農(nóng)田土壤表面或土體中的氮、磷等水污染物向地下水淋洗的過(guò)程，該流失途徑主要發(fā)生在北方旱地上。在農(nóng)田面源污染地下淋溶監(jiān)測(cè)上，滲濾計(jì)是較為成熟的監(jiān)測(cè)方法，滲濾裝置最初用于水文學(xué)研究中蒸發(fā)量的測(cè)定?；诘貪B濾抽濾原理，發(fā)展起來(lái)的田間原位滲濾計(jì)、滲濾池、淋溶盤、田間滲濾池等監(jiān)測(cè)設(shè)備及技術(shù)不斷應(yīng)用于農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)。
[0004]雖然經(jīng)過(guò)多年積累地下淋溶監(jiān)測(cè)方法已有所改進(jìn)，但這些監(jiān)測(cè)設(shè)備尚存在以下不足:(I)多數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備是通過(guò)人工判斷農(nóng)田面源污染地下淋溶產(chǎn)流，因此不能第一時(shí)間監(jiān)測(cè)地下淋溶產(chǎn)流，更不能獲得地下淋溶產(chǎn)流過(guò)程。(2)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)設(shè)備中的傳感器具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)地下淋溶水量的能力，然而傳感器需要每I年左右進(jìn)行精度校準(zhǔn)，但現(xiàn)有方案不能對(duì)深埋至地下淋溶桶中的傳感器取出到地面進(jìn)行校準(zhǔn)精度，影響了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。(3)現(xiàn)有地下淋溶桶的監(jiān)測(cè)設(shè)備具有抽水管和通氣管，設(shè)計(jì)垂直連接到地面，影響了大田或保護(hù)地的耕作，制約了農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:現(xiàn)有的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種農(nóng)田面源地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，該裝置包括:
[0007]淋溶桶和第一熱熔管；
[0008]所述淋溶桶內(nèi)設(shè)有液位傳感器，用于監(jiān)測(cè)地下淋溶水量；
[0009]所述第一熱熔管一端穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，另一端與第一三通閥的第一接口相連；
[0010]所述第一熱熔管的內(nèi)徑大于所述液位傳感器的內(nèi)徑。
[0011 ]可選地，所述第一三通閥的第二接口通過(guò)頂蓋密封；
[0012]可選地，該裝置還包括:
[0013]第二三通閥、通氣管和抽水管；
[0014]所述第二三通閥的第一接口與所述第一三通閥的第三接口相連；
[0015]所述第二三通閥的第二接口與所述通氣管、抽水管相連；
[0016]所述通氣管和抽水管穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，用于排除淋溶液。
[0017]可選地，該裝置還包括:
[0018]第二熱熔管和彎管；
[0019]所述第二熱熔管的一側(cè)與所述第二三通閥的第三接口相連；
[0020]所述第二熱熔管的另一側(cè)與所述彎管相連。
[0021]可選地，所述第一熱熔管與所述淋溶桶的頂蓋的連接處密封。
[0022]可選地，該裝置還包括供電裝置；
[0023]所述供電裝置與所述液位傳感器相連，用于對(duì)所述液位傳感器供電。
[0024]可選地，所述供電裝置為太陽(yáng)能電板。
[0025]可選地，該裝置還包括無(wú)線測(cè)控模塊，用于接收所述液位傳感器的信號(hào)。
[0026]可選地，所述無(wú)線測(cè)控模塊為通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS測(cè)控模塊。
[0027]可選地，該裝置還包括遠(yuǎn)程接收模塊，用于將接收到的所述液位傳感器的信號(hào)進(jìn)行展示和/或匯總。
[0028]本發(fā)明提出了一種利用上述裝置的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0029]地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置獲取各個(gè)地下淋溶監(jiān)測(cè)小區(qū)的淋溶量數(shù)據(jù)，并將獲取到的淋溶量數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線測(cè)控模塊。
[0030]本發(fā)明提出的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)設(shè)置內(nèi)徑大于液位傳感器內(nèi)徑的熱熔管，提供了更換所述液位傳感器的管道，實(shí)現(xiàn)定期對(duì)所述液位傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)或更換，提高了農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0031]通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0032]圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置包括:
[0036]淋溶桶I和第一熱熔管2;
[0037]淋溶桶I內(nèi)設(shè)有液位傳感器11，用于監(jiān)測(cè)地下淋溶水量；
[0038]第一熱熔管2—端穿過(guò)淋溶桶I的頂蓋，另一端與第一三通閥3的第一接口相連；
[0039]第一熱熔管2的內(nèi)徑大于液位傳感器11的內(nèi)徑。
[0040]本實(shí)施例的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)設(shè)置內(nèi)徑大于液位傳感器內(nèi)徑的熱熔管，提供了更換所述液位傳感器的管道，實(shí)現(xiàn)定期對(duì)所述液位傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)或更換，提高了農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0041]在一種可選的實(shí)施方式中，第一三通閥3的第二接口通過(guò)頂蓋密封。在實(shí)際應(yīng)用中，液位傳感器11連接有電源線、數(shù)據(jù)通信線等線路，通過(guò)打開(kāi)第一三通閥3的頂蓋并拖拉與液位傳感器11相連的線路，將所述液位傳感器11拖拉至第一三通閥3的頂蓋外進(jìn)行校準(zhǔn)或更換。
[0042]該農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置還包括:
[0043]第二三通閥4、通氣管和抽水管5;
[0044]第二三通閥4的第一接口與第一三通閥3的第三接口相連；
[0045]第二三通閥4的第二接口與通氣管和抽水管5相連；
[0046]通氣管和抽水管5穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，用于排除淋溶液。
[0047]在實(shí)際應(yīng)用中，通氣管可使淋溶桶與外界形成氣壓差，淋溶液在氣壓差的作用下通過(guò)抽水管排出。
[0048]該裝置還包括:
[0049]第二熱熔管6和彎管7;
[0050]第二熱熔管6的一側(cè)與第二三通閥4的第三接口相連；
[0051 ]第二熱熔管6的另一側(cè)與彎管7相連。
[0052]在實(shí)際應(yīng)用中，第一三通閥3、第二三通閥4和第二熱熔管6均位于耕層之下，第二熱熔管6平行與地面，且遠(yuǎn)離地下淋溶小區(qū)監(jiān)測(cè)范圍；第二熱熔管6接至彎管7，露出地面，避免了現(xiàn)有的淋溶量監(jiān)測(cè)裝置對(duì)農(nóng)田耕地的影響。
[0053]進(jìn)一步地，第一熱熔管2與淋溶桶I的頂蓋的連接處密封。
[0054]如圖2所示，地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置2’，設(shè)于各個(gè)地下淋溶監(jiān)測(cè)小區(qū)I’的地下，該裝置還包括供電裝置8;
[0055]所述供電裝置與液位傳感器11相連，用于對(duì)液位傳感器11供電。
[0056]優(yōu)選地，所述供電裝置為太陽(yáng)能電板。
[0057]該裝置還包括無(wú)線測(cè)控模塊9，用于接收所述液位傳感器的信號(hào)。
[0058]優(yōu)選地，所述無(wú)線測(cè)控模塊9為通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS測(cè)控模塊。
[0059]該裝置還包括遠(yuǎn)程接收模塊10，用于將接收到的所述液位傳感器的信號(hào)進(jìn)行展示和/或匯總。
[0060]本發(fā)明提出了利用上述裝置的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0061]地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置獲取各個(gè)地下淋溶監(jiān)測(cè)小區(qū)的淋溶量數(shù)據(jù)，并將獲取到的淋溶量數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線測(cè)控模塊。
[0062]下面以一個(gè)具體的實(shí)施方式說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置。該實(shí)施方式中，以北京市大興區(qū)農(nóng)田面源污染地下淋溶為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于北京市大興區(qū)長(zhǎng)子營(yíng)鎮(zhèn)留民營(yíng)基地，共設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)三次。隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)。隨機(jī)排列，小區(qū)面積為30m2。監(jiān)測(cè)目的在于摸清黃淮海平原區(qū)保護(hù)地栽培種植條件下，農(nóng)田地下淋溶面源污染排放特征及減排途徑。周年輪作模式為:蔬菜-蔬菜-蔬菜。
[0063]北京大興地下淋溶國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)2008-2011歷史監(jiān)測(cè)結(jié)果表明各小區(qū)淋溶量在6.6mm-149mm區(qū)間內(nèi)大小不等，并且發(fā)生時(shí)間受降雨或灌溉、土壤濕度、種植作物等諸多影響因素?？傮w來(lái)看地下淋溶發(fā)生具有突發(fā)性、短時(shí)性和隨機(jī)性，人工監(jiān)測(cè)難度極大。因此，需要精確、實(shí)時(shí)的地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置。
[0064](I)采用液位傳感器11監(jiān)測(cè)地下淋溶水量。液位傳感器的直徑為28.5mm。
[0065](2)由于液位傳感器需每年取出至地面校準(zhǔn)精度，因此設(shè)置傳感器更換管道，即第一熱熔管2。
[ΟΟ??] (3)更換管道為管道內(nèi)徑32mm的熱恪管。
[0067](4)更換管道下部穿過(guò)淋溶桶I頂蓋，至底部20cm處。
[0068](5)更換管道上部與第一三通閥3連接，距地面40cm。
[0069](6)第一三通閥的下部與更換管道連接，上部用三通頂蓋密封，另一接口與第二三通閥4連接。
[0070](7)第二三通閥4左側(cè)與第一三通閥3連接，右側(cè)與平行地面的熱熔管6連接，下側(cè)接入通氣管和抽水管5，最終平行地面的熱熔管包括液位傳感器線路、通氣管和抽水管等三條線路。
[0071 ] (8)兩個(gè)三通以及平行地面熱熔管均距地面40cm。
[0072](9)平行地面的熱熔管遠(yuǎn)離地下淋溶小區(qū)監(jiān)測(cè)范圍，接至90°彎管7，露出地表面。傳感器線路、通氣管和抽水管等三條線路穿出地面。
[0073](10)更換管道與淋溶桶I頂蓋的連接處密封，并需做防水處理。所有連接處均作防水處理。
[0074](11)抽水管放置于地面用于取出淋溶液。
[0075](12)傳感器線路連接至控制箱用于聯(lián)通電源和監(jiān)測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地下淋溶量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0076]本發(fā)明提出的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)設(shè)置內(nèi)徑大于液位傳感器內(nèi)徑的熱熔管，提供了更換所述液位傳感器的管道，實(shí)現(xiàn)定期對(duì)所述液位傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)或更換，提高了農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0077]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 淋溶桶和第一熱熔管； 所述淋溶桶內(nèi)設(shè)有液位傳感器，用于監(jiān)測(cè)地下淋溶水量； 所述第一熱熔管一端穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，另一端與第一三通閥的第一接口相連； 所述第一熱熔管的內(nèi)徑大于所述液位傳感器的內(nèi)徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述第一三通閥的第二接口通過(guò)頂蓋密封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括: 第二三通閥、通氣管和抽水管； 所述第二三通閥的第一接口與所述第一三通閥的第三接口相連； 所述第二三通閥的第二接口與所述通氣管、抽水管相連； 所述通氣管和抽水管穿過(guò)所述淋溶桶的頂蓋，用于排除淋溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括:第二熱熔管和彎管； 所述第二熱熔管的一側(cè)與所述第二三通閥的第三接口相連； 所述第二熱熔管的另一側(cè)與所述彎管相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述第一熱熔管與所述淋溶桶的頂蓋的連接處密封。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括供電裝置； 所述供電裝置與所述液位傳感器相連，用于對(duì)所述液位傳感器供電。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述供電裝置為太陽(yáng)能電板。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括無(wú)線測(cè)控模塊，用于接收所述液位傳感器的信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述無(wú)線測(cè)控模塊為通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS測(cè)控模塊。10.—種應(yīng)用權(quán)利要求8-9任一項(xiàng)所述裝置的農(nóng)田面源污染地下淋溶量監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括: 地下淋溶量監(jiān)測(cè)裝置獲取各個(gè)地下淋溶監(jiān)測(cè)小區(qū)的淋溶量數(shù)據(jù)，并將獲取到的淋溶量數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線測(cè)控模塊。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK105974090SQ201610460763
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】劉申, 劉宏斌, 翟麗梅, 雷秋良, 王洪媛, 武淑霞
【申請(qǐng)人】中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所