[發(fā)明專利]一種地表徑流自動采樣器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011623202.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112763274A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王大安;張曼胤;王遼宏;郭子良;王賀年;劉魏魏;楊思;魏圓云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)研究所;中國電子工程設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G01N1/20
• 分類號: G01N1/20
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 劉丹

本發(fā)明屬于地表徑流監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地表徑流自動采樣器。包括上下兩端敞口的筒狀外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的匯流槽和豎輪；所述匯流槽的頂部敞口，底部設(shè)有排水管；所述豎輪包括可圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸和沿周向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上的若干個輪葉；所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有徑向貫穿旋轉(zhuǎn)軸的樣品通道；所述輪葉的徑向外端設(shè)有卡凸；所述豎輪的下方設(shè)有采樣瓶；所述采樣瓶內(nèi)設(shè)有浮球，浮球與支撐桿的一端固定連接，支撐桿的另一端向上穿過固定管后彎折成可與卡凸相卡合的卡勾；所述固定管被固定在外殼上。該采樣器無需額外能源，便于攜帶和使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對一次徑流過程的連續(xù)采樣，提高地表徑流監(jiān)測的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地表徑流監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地表徑流自動采樣器。

背景技術(shù)

地表徑流指降水后除直接蒸發(fā)、植物截留、滲入地下、填充洼地外，其余經(jīng)流域地面匯入河槽，并沿河下泄的水流。地表徑流是水文循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)，是河流水文情勢變化的根本因素。地表徑流的形成和流動會對土壤造成侵蝕并攜帶大量的泥沙和污染物流入附近水域?qū)λ蛟斐晌廴尽Ｔ诮档屯寥婪柿Φ耐瑫r也使得水體富營養(yǎng)化更加嚴重。隨著城市化進程的快速推進，城市面積不斷擴張，傳統(tǒng)的農(nóng)田和林地等下滲性良好的路面逐漸被瀝青、水泥、混凝土等透水性能差的路面代替，致使城市地表徑流污染問題日益嚴重，已成為城市水環(huán)境污染的主要源頭之一。為有效降低徑流污染對水體環(huán)境造成的影響，對地表徑流中污染物遷移轉(zhuǎn)化特性的深入研究已勢在必行。實時監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的地表徑流及研究徑流物的成分可以為水土流失、面源污染防控措施的制定和改善提供重要依據(jù)。

目前地表徑流水樣的采集分為人工實地采集和自動采樣器采集。人工實地采集耗時耗力，且降雨的不確定性和采集地的偏僻性使人工采集更加困難。而自動采樣器則存在以下幾個方面的問題：①需要額外提供動能，野外使用十分不方便；②地表徑流中雜物對徑流收集裝置的堵塞，導(dǎo)致樣品收集不全；③無法實現(xiàn)對整個徑流過程的連續(xù)采樣，采集到的徑流樣品無法代表一次徑流的整體情況；④采樣瓶裝滿水樣后，后續(xù)水樣的持續(xù)流入導(dǎo)致樣品含沙量高于實際徑流過程中的含沙量；⑤體積較大，攜帶困難，不便于多個點的徑流樣品監(jiān)測。

因此，有必要開發(fā)一種不依賴額外能源、便于攜帶和使用、準確性高的地表徑流采樣器。

發(fā)明內(nèi)容

為了更簡便快捷地進行地表徑流的采樣，本發(fā)明提供一種地表徑流自動采樣器，能夠?qū)崿F(xiàn)對徑流發(fā)生的全過程進行采樣，并顯著提高地表徑流監(jiān)測的準確性。使用過程中不需要額外提供能源，體積小(整個儀器的體積約為采樣瓶的1.5倍)，便于攜帶和安裝，且造價低廉，有利于大范圍推廣使用。

本發(fā)明提供一種地表徑流自動采樣器，其特征在于：包括上下兩端敞口的筒狀外殼1以及設(shè)置在所述外殼1內(nèi)的匯流槽2和豎輪3；所述匯流槽2的頂部敞口，底部設(shè)有排水管201；所述排水管201的出水口朝下且位于所述豎輪3的上方；所述豎輪3包括可圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸301和沿周向間隔設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸301上的若干個輪葉302；所述旋轉(zhuǎn)軸301上設(shè)有徑向貫穿所述旋轉(zhuǎn)軸301的樣品通道303；所述輪葉302的徑向外端設(shè)有卡凸304；所述豎輪3的下方設(shè)有采樣瓶4；所述采樣瓶4內(nèi)設(shè)有浮球5，所述浮球5與支撐桿501的一端固定連接，所述支撐桿501的另一端向上穿過固定管502后彎折成可與所述卡凸304相卡合的卡勾503，所述固定管502被固定在所述外殼1上；

所述采樣器被配置成：徑流樣品通過所述排水管201向下流動，帶動所述豎輪3旋轉(zhuǎn)，當所述樣品通道303的一端對著所述排水管201的出水口，另一端對著所述采樣瓶4的瓶口時，所述徑流樣品通過所述樣品通道303流入所述采樣瓶4中；當所述采樣瓶4中的徑流樣品累積到預(yù)定高度時，所述浮球5上浮至所述卡勾503剛好與所述卡凸304卡合，使所述豎輪3停止旋轉(zhuǎn)，阻止后續(xù)徑流樣品流入所述采樣瓶4中。