[发明专利]一种城市降雨径流自动采样器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种城市降雨径流自动采样器，尤其是一种分时段采集城市路面降雨径流以用于城市非点源污染分析的自动采样器。该采样器可以应用于环境监测、水文气象部门采集降雨径流。

【背景技术】

根据污染源特性的不同，水污染可以分为点源污染和非点源污染。城市非点源污染是指城市降雨径流淋洗与冲刷大气和汇水面各种污染物引起的受纳水体的污染。其中，降雨是城市非点源污染形成的动力因素，而降雨形成的径流是非点源污染物迁移的载体，因此狭义的城市非点源污染就是指降雨径流污染，它是城市非点源污染的主要形式。与点源污染相比，非点源污染发生具有随机性、排放途径及污染物排放的不确定性、污染负荷的时空差异性以及监测、控制和管理的难度大等特征。污染物种类有悬浮物(交通、大气干湿沉降物、烟囱烟尘)、营养物质(氮磷)、耗氧物质(生活垃圾、树叶、草及杂乱废弃物堆放)和有毒物质(重金属、杀虫剂、多氯联苯、多环芳烃等)。

鉴于此背景，城市降雨径流的水质监测工作成为了研究非点源污染形成规律的重要基础，同时也为大尺度上估算城市非点源污染负荷提供小区监测数据。由于城市自身的特点以及城市化的发展，使城区不透水面不断增加，径流量增加，洪峰流量提前，污染负荷在降雨初期量值较大，在时间上存在一个明显的初期效应。有研究表明，在一场降雨过程中，占总径流20％或25％的初期径流，冲刷排放了径流排污量的50％。因此，分时段的采集降雨径流对于研究城市非点源污染的负荷及变化是极其重要的。环境监测中需要采集降雨径流，过去多采用人工，即在降雨时监测人员多次持采样容器承接水样。但在雷雨天气中，人工采集暴雨径流样品不仅费时、费力，也比较危险。因此，自动、高效地采集降雨样品是环境及水文气象领域一直关注的问题。

应用于环境及水文气象领域的降雨及径流采样装置在不断发展，例如申请号为89207888.X，名称为降水自动采样器，公开号为CN2059252U的实用新型专利，利用集成高压、大电流选通开关电路系统和继电器，通过电机的正逆向转动控制箱体罩盖的开启和关闭，以实现降雨的自动采样，不仅结构简单紧凑，且价格较为便宜。又如申请号为20070084376.0，名称为降水自动采样器，公开号为CN201034863Y的实用新型专利，通过自然降雨和重力的作用实现采样器筒体的盖板自动开启采样，结构简单、成本低、维护方便，且无需电力便于推广，方便野外使用。还有申请号为200710056668.8，名称为收集罐为自动升降的大气干湿沉降多功能采样器，公开号为CN101013071A的发明专利，使用升降机构分别上下移动收集罐，配合雨水感应装置和时间控制器控制电路，实现雨水或干沉降样品的采集，设计简单且零件加工容易。

另外，还有一些专利不仅可以实现自动采集雨水样品，还具有打印记录和信号远程传输功能，成本相对较高。例如申请号为88214654.8，名称为雨水降尘自动采样装置，公开号为CN2035884U的实用新型专利，通过旋转迷宫式传感器控制电路，使采样筒的筒盖开启闭合采集雨水，并具有自动打印记录的功能，具有结构简单、工作可靠、灵敏度高、成本低、便于推广等优点。又如申请号为200320119859.1，名称为雨水自动采样器，公开号为CN2665697Y的实用新型专利，主要以监测酸雨为主，它将测量池中复合pH电极产生的信号经电路控制板放大、处理、发射、无线传输到远程，进行记录或警报，实现下雨全过程的自动监测，具有自动化程度高、测量数据正确及时、使用方便等优点。