DB32／T 4412-2022 平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

CCSB10江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T4412—2022平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流監(jiān)測技術(shù)規(guī)范TechnicaIspecificationforfarmIandrunofmonitoringinpIainwater-netregion2022-12-24發(fā)布2023-01-24實(shí)施江蘇省市場監(jiān)督管理局中國標(biāo)準(zhǔn)出版社發(fā)布出版IDB32/T4412-2022目次前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14徑流監(jiān)測場的布置與監(jiān)測設(shè)備安裝 25徑流樣品的采集與分析測試 36相關(guān)計(jì)算 57徑流監(jiān)測場的管理與質(zhì)量控制 6附錄A(資料性)地表徑流監(jiān)測小區(qū)排列方式 7附錄B(資料性)農(nóng)田徑流收集管的結(jié)構(gòu)與安裝 8附錄C(資料性)徑流分流裝置、徑流箱(桶)及其安裝 10附錄D(資料性)徑流池及排水系統(tǒng)的規(guī)格構(gòu)造 12ⅢDB32/T4412-2022前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提出并歸口。本文件起草單位:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所、江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站。1DB32/T4412一2022平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流監(jiān)測技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流監(jiān)測的相關(guān)定義術(shù)語、農(nóng)田徑流監(jiān)測場的布置與監(jiān)測設(shè)備安裝、徑流樣品的采集與分析測試、徑流中氮磷及其他污染物排放量的計(jì)算、徑流監(jiān)測場的管理與質(zhì)量控本文件適用于各級農(nóng)業(yè)環(huán)保部門及監(jiān)管單位以及科研部門對平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流進(jìn)行監(jiān)測的2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB2828地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T4740.4生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法無機(jī)非金屬指標(biāo)GB11891水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定GB/T11892水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法GB17278.3海洋監(jiān)測規(guī)范第3部分:海水分析GB/T31111土壤質(zhì)量農(nóng)田地表徑流監(jiān)測方法HJ91.1—1011地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T236水質(zhì)硝酸鹽氮的測定紫外分光光度法HJ392水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定HJ620環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導(dǎo)則HJ621土壤總磷的測定堿熔-鉬銻抗分光光度法HJ626水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法HJ664水質(zhì)氨氮的測定連續(xù)流動-水楊酸分光光度法HJ667水質(zhì)總氮的測定連續(xù)流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法HJ670水質(zhì)磷酸鹽和總磷的測定連續(xù)流動-鉬酸銨分光光度法HJ717土壤質(zhì)量全氮的測定凱氏法SL11降水量觀測規(guī)范NY/T1111.13土壤檢測第13部分:土壤全氮的測定自動定氮儀法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1農(nóng)田地表徑流farmIandsurfacerunof降水或灌溉水進(jìn)入農(nóng)田土壤后,除了植物截留、蒸發(fā)、下滲以及田埂蓄留外,其余流經(jīng)田塊排水口或2DB32/T4412—2022者漫過田埂排出農(nóng)田外的水流。[來源:GB/T41222—2021,3.2]3.2徑流監(jiān)測場runofmonitoringfieId用于監(jiān)測徑流過程的農(nóng)田區(qū)域,由徑流監(jiān)測小區(qū)、徑流收集系統(tǒng)及其他附屬設(shè)施組成。[來源:GB/T41222—2021,3.3]3.3徑流監(jiān)測小區(qū)runofmonitoringpIot對地表徑流產(chǎn)生過程進(jìn)行定性觀察和定量測量的特定閉合小區(qū)。[來源:GB/T41222—2021,3.4]3.4徑流分流裝置runofseparator一種平均分配農(nóng)田地表徑流量而使部分地表徑流進(jìn)入徑流池/箱(桶)內(nèi)的裝置。[來源:GB/T41222—2021,3.6]4徑流監(jiān)測場的布置與監(jiān)測設(shè)備安裝4.1徑流監(jiān)測場的布置農(nóng)田徑流監(jiān)測場應(yīng)布設(shè)在待測農(nóng)田的典型區(qū)域,其土壤類型、肥力水平、灌排條件、種植制度等能代表當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)條件,且距離村莊、骨干河道、公路等區(qū)域不小于50m,周圍20m范圍內(nèi)無6m以上的樹木或建筑物。4.2徑流監(jiān)測小區(qū)布設(shè)4.2.1徑流監(jiān)測小區(qū)的面積一般為30m2~50m2。小麥、水稻等密植作物小區(qū)面積不小于30m2;其他作物、果園、林地等面積不小于40m2。小區(qū)長寬比以1.5:1為宜。每個(gè)監(jiān)測小區(qū)宜設(shè)3個(gè)重復(fù)。4.2.2小區(qū)四周設(shè)置圍埂,旱地圍埂高出地表10cm~15cm、埋深不少于20cm,水田圍埂高于地表25cm、埋深不低于40cm,確保不串水、不漏水。長期固定監(jiān)測點(diǎn)的圍埂宜采用帶鋼筋的水泥混凝土。各監(jiān)測小區(qū)的排水口高度應(yīng)保持一致,水田排水口的具體高度因生育期不同而相應(yīng)調(diào)整,高于田面5cm~20cm;旱地或旱作排水口低于田面,確保排水通暢。監(jiān)測小區(qū)四周設(shè)置保護(hù)行,寬度不小于3m。4.3雨量計(jì)及其安裝徑流監(jiān)測場附近2km范圍內(nèi)若有氣象站,宜采用氣象站的降雨監(jiān)測數(shù)據(jù)。若無,應(yīng)安裝自計(jì)式雨量計(jì)監(jiān)測降水量,具體設(shè)施安裝按SL21的規(guī)定執(zhí)行。4.4徑流收集系統(tǒng)及安裝4.4.1徑流收集裝置的數(shù)量一個(gè)徑流監(jiān)測小區(qū)建設(shè)一個(gè)單獨(dú)的徑流收集裝置。徑流監(jiān)測小區(qū)及徑流收集裝置排列可參考附錄A。徑流收集裝置應(yīng)設(shè)在徑流監(jiān)測小區(qū)內(nèi)地勢較低便于排水的地方。4.4.2徑流收集管及安裝徑流收集管采用三型聚丙烯(PPR)管或硬聚氯乙烯(UPVC)管,埋設(shè)在徑流小區(qū)的圍埂下,另一端3DB32/T4412—2022與徑流收集裝置連接。常年旱作農(nóng)田采用.一"字形徑流收集管,水旱輪作農(nóng)田采用專用的.上"字形徑流收集管,徑流收集管進(jìn)水端加裝過濾網(wǎng),具體安裝方式參照附錄B。4.4.3徑流收集裝置容積的確定徑流收集池的有效容積按GB/T41222執(zhí)行,根據(jù)當(dāng)?shù)?0年一遇暴雨產(chǎn)生的徑流量進(jìn)行設(shè)計(jì),計(jì)算公式見式(1):V=P10×S×f×10-3........(1)式中:V—徑流收集池的設(shè)計(jì)有效容積,單位為立方米(m3);P10—10年一遇暴雨的降水量,單位為毫米(mm);S—徑流監(jiān)測小區(qū)面積,單位為平方米(m2);f—徑流系數(shù)。注:徑流系數(shù),旱地推薦以0.45、水田推薦以0.66進(jìn)行計(jì)算;或者根據(jù)當(dāng)?shù)赝愋娃r(nóng)田的最大徑流系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。4.4.4徑流收集裝置的選擇4.4.4.1水泥徑流池適用于長期固定徑流監(jiān)測點(diǎn)。徑流收集池池壁和池底應(yīng)采用帶鋼筋的混凝土澆筑,徑流池內(nèi)外壁兩側(cè)、池底均應(yīng)進(jìn)行防滲處理。徑流池深度以80cm~100cm為宜,地上部分高度與監(jiān)測小區(qū)田埂持GB/T41222規(guī)定執(zhí)行。徑流池內(nèi)宜配置一個(gè)徑流收集桶,用于小徑流量時(shí)的收集。4.4.4.2徑流收集箱(桶)適用于短期徑流監(jiān)測或者無法建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)徑流池的情況,與徑流分流裝置(見圖C.1)配套使用。徑流收集箱(桶)的實(shí)際容積等于設(shè)計(jì)有效容積除以徑流分流裝置中分流管的個(gè)數(shù),深度以50cm~60cm為宜,長寬依據(jù)徑流小區(qū)的實(shí)際情況而定。徑流收集箱(桶)采用硬PVC板、鍍鋅鐵皮或薄鋼板等不易變形、不會生銹產(chǎn)生二次污染的材質(zhì),保證不漏水、不滲水,安裝參照圖C.2。4.4.5排水系統(tǒng)布設(shè)宜在徑流池一側(cè)開挖比徑流池深10cm以上的排水溝渠,并在徑流池排水側(cè)底部埋設(shè)帶塞子或閥門的排水管。也可采用在徑流池底開挖排水凹槽、前端安裝沖洗泵、末端建設(shè)抽排池的方法排空徑流池中的徑流水,具體參見附錄D。5徑流樣品的采集與分析測試5.1監(jiān)測周期原位監(jiān)測以一年為一個(gè)監(jiān)測周期,包括作物生長階段以及農(nóng)田非種植時(shí)段。一般情況下,1個(gè)監(jiān)測周期從第1季作物播種前翻耕開始,到下一年度同一時(shí)間段為止。5.2樣品的采集5.2.1采樣時(shí)間和頻次每次有產(chǎn)流或排水后進(jìn)行采樣,采樣應(yīng)在降雨結(jié)束24h內(nèi)進(jìn)行。梅雨期間,應(yīng)在徑流池水量達(dá)到80%后進(jìn)行采樣,最大間隔不能長于5d。4DB32/T4412-20225.2.2采樣步驟5.2.2.1準(zhǔn)確測量徑流池內(nèi)水面高度(精確至毫米),計(jì)算徑流量。5.2.2.2用清潔工具將徑流池內(nèi)的水充分?jǐn)嚢杈鶆?用清潔采樣瓶采集混合水樣2份,一份供分析測試用,另一份作為備用。每份水樣至少500mL。采樣瓶的選擇和準(zhǔn)備按HJ493中相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.2.2.3取完水樣后,排空徑流池或徑流箱(桶)內(nèi)的徑流水,并清洗干凈。5.3樣品的貯存與管理采集后的水樣在1℃~5℃冷藏避光條件下保存并立即送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,樣品的保存應(yīng)符合HJ493的要求。所取水樣1瓶用于徑流液中氮、磷及其他污染物成分含量的測定,1瓶用于泥沙含量的測定。若不能當(dāng)天測定,則應(yīng)在水樣內(nèi)滴體積分?jǐn)?shù)為98%的H2SO42滴~3滴調(diào)節(jié)至pH≤2,防止污染成分形態(tài)轉(zhuǎn)化。銨氮和總磷應(yīng)在24h內(nèi)測定完畢,高錳酸鹽指數(shù)應(yīng)在2d內(nèi)測定完畢,總氮應(yīng)在7d內(nèi)測定完畢。5.4監(jiān)測項(xiàng)目與分析方法5.4.1必測項(xiàng)目必測項(xiàng)目包括徑流量,徑流泥沙含量,徑流樣上清液中的總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、總磷和磷酸鹽含量及高錳酸鹽指數(shù),泥沙中的總氮、總磷含量,分析方法見表1。表1必測項(xiàng)目的分析方法必測項(xiàng)目分析方法徑流量見6.2泥沙含量取其中一瓶徑流水樣,將樣品離心或者用濾紙進(jìn)行過濾,上清液或?yàn)V液用來測定徑流液中污染物含量,沉淀部分用蒸餾水洗滌轉(zhuǎn)移到清潔燒杯中,低溫真空干燥至恒重,測定泥沙質(zhì)量徑流液中總氮含量堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636)或連續(xù)流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法(HJ667)徑流液中銨態(tài)氮含量靛酚藍(lán)法(GB17378.4)或連續(xù)流動-水楊酸分光光度法(HJ665)徑流液中硝態(tài)氮含量紫外分光光度法(HJ/T346)徑流液中總磷含量消解-鉬酸銨分光光度法(GB/T11893)或連續(xù)流動-鉬酸銨分光光度法(HJ670)徑流液中磷酸鹽含量磷鉬藍(lán)分光光度法(GB/T5750.5)或連續(xù)流動-鉬酸銨分光光度法(HJ670)徑流液中高錳酸鹽指數(shù)高錳酸鉀氧化法(GB11892)泥沙中總氮含量采用自動定氮儀法(NY/T1121.24)或凱氏法(HJ717)泥沙中總磷含量采用堿熔-鉬銻抗分光光度法(HJ632)5.4.2選測項(xiàng)目選測項(xiàng)目可自行根據(jù)需要進(jìn)行選擇測定,具體見表2。5DB32/T4412-2022表2選測項(xiàng)目及分析方法選測項(xiàng)目分析方法pH、化學(xué)需氧量、5日生化需氧量、總有機(jī)碳(TOC)、陰離采用相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)測定,如無,則按照GB3838規(guī)定的方法進(jìn)行測定6相關(guān)計(jì)算6.1泥沙含量由式(2)計(jì)算得出:b=×103式中:b—泥沙含量,單位為克每升(g/L);Ws—干泥沙重量,單位為克(g);Vs—水樣體積,單位為毫升(mL)。6.2徑流量徑流量計(jì)算公式見式(3):s×haM=×ns×ha式中:M—每公頃農(nóng)田徑流發(fā)生量,單位為立方米每公頃(m3/hm2);s—徑流收集池/桶底部面積,單位為平方米(m2);h—徑流池/桶中徑流水深度,單位為米(m);a—徑流小區(qū)面積,單位為平方米(m2);n—分流孔數(shù),單位為個(gè),若未用分流裝置,n=1。6.3土壤流失量由式(4)計(jì)算:s×haF=×n×bs×ha式中:F—每公頃農(nóng)田土壤流失量,單位為千克每公頃(kg/hm2);s—徑流收集池/桶底部面積,單位為平方米(m2);h—徑流池/桶中徑流水深度,單位為米(m);a—徑流小區(qū)面積,單位為平方米(m2);n—分流孔數(shù),單位為個(gè),若未用分流裝置,n=1;b—徑流樣中泥沙含量,單位為克每升(g/L)?！?2)……(3)……(4)6DB32/T4412—20226.4氮磷流失量或污染物徑流排放量按式(5)計(jì)算:s×haR=×n×(C1+C2×b)×10……(5)a式中:R—每公頃農(nóng)田氮磷流失量或污染物排放量,單位為千克每公頃(kg/hm2):s—徑流收集池/桶底部面積,單位為平方米(m2):h—徑流池/桶中徑流水深度,單位為米(m):a—徑流小區(qū)面積,單位為平方米(m2):n—分流孔數(shù),單位為個(gè),若未用分流裝置,n=1:C1—徑流水樣中氮磷/污染物濃度,單位為毫克每升(mg/L):C2—徑流泥沙樣中氮磷/污染物濃度,單位為毫克每克(mg/g):b—徑流樣中泥沙含量,單位為克每升(g/L)。6.5累計(jì)徑流污染排放量計(jì)算以一個(gè)監(jiān)測周期進(jìn)行徑流污染物累計(jì)排放量的計(jì)算,監(jiān)測周期也可根據(jù)目的按時(shí)間長度如月、季、年等進(jìn)行劃分,也可按照作物生長季和生長周期進(jìn)行劃分。由式(6)計(jì)算:P=×n×(C1+C2×b)×10……(6)式中:P—一個(gè)監(jiān)測周期內(nèi)的累計(jì)徑流污染物排放量,單位為千克每公頃(kg/hm2):m—一個(gè)監(jiān)測周期內(nèi)的產(chǎn)流次數(shù):i—一個(gè)監(jiān)測周期內(nèi)第1,2,…,m次降雨產(chǎn)流:s—徑流收集收集裝置底部面積,單位為平方米(m2):h—徑流收集裝置中徑流水的深度,單位為米(m):a—徑流小區(qū)面積,單位為平方米(m2):n—分流管數(shù),單位為個(gè),若未用分流裝置,n=1:C1—徑流水樣中氮磷/污染物濃度,單位為毫克每升(mg/L):C2—徑流泥沙樣中氮磷/污染物濃度,單位為毫克每克(mg/g):b—徑流樣中泥沙含量,單位為克每升(g/L)。7徑流監(jiān)測場的管理與質(zhì)量控制7.1監(jiān)測區(qū)域宜設(shè)置圍欄,避免無關(guān)人員或牲畜進(jìn)入監(jiān)測小區(qū)。徑流監(jiān)測小區(qū)內(nèi)水肥管理方式應(yīng)7.2應(yīng)定期對徑流監(jiān)測場進(jìn)行巡查,檢查監(jiān)測設(shè)備是否完好,徑流收集管中是否有雜物,徑流池是否漏水、滲水,蓋子和塞子是否蓋好,徑流池(箱)桶是否清空,排水系統(tǒng)是否暢通。如發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)進(jìn)行7.3每次采樣時(shí)均應(yīng)記錄對應(yīng)的降雨量和徑流量或徑流池(桶/箱)中的徑流水深度,及時(shí)分析樣品:對小區(qū)的任何管理與擾動均應(yīng)記錄,以便后續(xù)分析。7.4采樣質(zhì)量控制按HJ91.2—2022中的7.2執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析測試項(xiàng)目應(yīng)執(zhí)行HJ630中有關(guān)質(zhì)量控制的規(guī)定,做好質(zhì)量控制。7DB32/T4412—2022附錄A (資料性)地表徑流監(jiān)測小區(qū)排列方式地表徑流監(jiān)測小區(qū)排列如圖A.1所示。圖A.1平原水網(wǎng)區(qū)地表徑流監(jiān)測小區(qū)排列示意8DB32/T4412一2022附錄B (資料性)農(nóng)田徑流收集管的結(jié)構(gòu)與安裝B﹒1水旱輪作農(nóng)田徑流收集管的結(jié)構(gòu)與安裝圖示水旱輪作農(nóng)田采用專用的"上”字形結(jié)構(gòu)徑流收集管,見圖B﹒1。該徑流收集管為直徑為8cm~10cm的PPR四通管,包含三個(gè)進(jìn)水口(進(jìn)水管口均帶管蓋)和一個(gè)出水口。出水口位于徑流池內(nèi),由直管穿過徑流池壁。A進(jìn)水口主要用于收集稻季降雨時(shí)的地表徑流,高度和稻季的排水口高度一致,使用該進(jìn)水口收集徑流時(shí),B、C進(jìn)水口應(yīng)蓋上管蓋。B進(jìn)水口主要用于水稻生長曬田期和落干期的徑流水收集,管口下沿高度和稻季田面持平,使用該進(jìn)水口收集徑流時(shí)C進(jìn)水口應(yīng)蓋上管蓋。C進(jìn)水口主要用于旱季作物生長期徑流水的收集,管口下沿高度與旱季排水溝溝底持平,一般在地表下10cm~15cm。注意旱季時(shí)需在徑流管前挖一條深度與旱地內(nèi)部排水溝一致的集水溝,寬度15cm~20cm,確保小區(qū)內(nèi)所有的排水均匯集到該集水溝內(nèi)。單位為厘米圖B﹒1水旱輪作農(nóng)田徑流收集管及其安裝示意B﹒2旱地徑流收集管的結(jié)構(gòu)與安裝圖示常年旱地農(nóng)田地表徑流收集管采用直徑為5cm~10cm的PPR管、PVC管或鍍鋅鐵皮管。為便于收集地表徑流,在監(jiān)測小區(qū)緊鄰徑流池壁方向,垂直于徑流排水方向,開挖一條長與小區(qū)寬度一致、寬10cm~20cm、深5cm(即低于田面5cm,如采用壟作方式,則與壟溝深度一致)的集水溝(槽),確保整個(gè)監(jiān)測小區(qū)產(chǎn)生的地表徑流均能匯集到集水溝(槽)內(nèi)。徑流收集管埋設(shè)于徑流池中心位置,橫穿徑流池墻體,其下管壁緊貼集水溝(槽)最低處的表面(見圖B﹒2)。9DB32/T4412一2022單位為厘米圖B.2旱地農(nóng)田徑流收集管示意10DB32/T4412一2022附錄C (資料性)徑流分流裝置、徑流箱(桶)及其安裝C.1徑流分流裝置徑流分流裝置宜采用長方體構(gòu)造,可用硬PVC板、鍍鋅鐵皮、薄鋼板等焊接而成,由裝置主體、倒L形進(jìn)水管及若干個(gè)徑流分流管組成。倒L形進(jìn)水管與徑流收集管相連,另一端垂直向下,管口離箱體底部3cm~5cm,并對應(yīng)箱體底部的中心位置。徑流分流管平均分布在長方體進(jìn)水管的另一側(cè)或圓柱體四周,材質(zhì)、管徑、長度及安裝高度完全一致,高度低于進(jìn)水口高度,直徑應(yīng)小于進(jìn)水口管徑,不超過3cm為宜(見圖C.1)。分流裝置中的1個(gè)分流出水管與徑流箱連接,其余徑流通過其他出水管直接排入排水溝。為避免田間秸稈、草葉等雜物影響,應(yīng)在徑流分流裝置進(jìn)水口前端安裝一個(gè)防雜物的紗網(wǎng)過濾裝置,并于每次徑流采集后將分流裝置清洗干凈。長方體徑流分流裝置寬度20cm~30cm,長度視分流管的個(gè)數(shù)而定。