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江蘇省地方標準DB32/T4412—2022平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田徑流監(jiān)測技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationforfarmlandrunoffmonitoringinplainwater-netregion2022-12-24發(fā)布2023-01-24實施江蘇省市場監(jiān)督管理局IDB32/T4412—2022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)測設備安裝 25徑流樣品的采集與分析測試 36相關(guān)計算 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本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由江蘇省農(nóng)業(yè)科學院提出并歸口。本文件起草單位:江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(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)境保護站。本文件主要起草人:薛利紅、段婧婧、楊林章、梁永紅、侯朋福、吳田鄉(xiāng)、俞映倞、馮彥房1DB32/T4412—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算、徑流監(jiān)測場的管理與質(zhì)量控制等。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)田徑流進行監(jiān)測的活動。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。GB3838地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB/T5750.5生活飲用水標準檢驗方法無機非金屬指標GB11892水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定GB/T11893水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法GB17378.4海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分:海水分析GB/T41222土壤質(zhì)量農(nóng)田地表徑流監(jiān)測方法HJ91.2—2022地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T346水質(zhì)硝酸鹽氮的測定紫外分光光度法HJ493水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定HJ630環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導則HJ632土壤總磷的測定堿熔-鉬銻抗分光光度法HJ636水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法HJ665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SL21降水量觀測規(guī)范NY/T1121.24土壤檢測第24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。農(nóng)田地表徑流farmlandsurfacerunoff降水或灌溉水進入農(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runoffmonitoringfield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)及其他附屬設施組成。[來源:GB/T41222—2021,3.3]3.3徑流監(jiān)測小區(qū)runoffmonitoringplot對地表徑流產(chǎn)生過程進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runoffseparator一種平均分配農(nóng)田地表徑流量而使部分地表徑流進入徑流池/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)測設備安裝4.1徑流監(jiān)測場的布置農(nóng)田徑流監(jiān)測場應布設在待測農(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?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。每個監(jiān)測小區(qū)宜設3個重復。4.2.2小區(qū)四周設置圍埂,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)的排水口高度應保持一致,水田排水口的具體高度因生育期不同而相應調(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)四周設置保護行,寬度不小于3m。4.3雨量計及其安裝徑流監(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,應安裝自計式雨量計監(jiān)測降水量,具體設施安裝按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)量一個徑流監(jiān)測小區(qū)建設一個單獨的徑流收集裝置。徑流監(jiān)測小區(qū)及徑流收集裝置排列可參考附錄A。徑流收集裝置應設在徑流監(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?shù)?0年一遇暴雨產(chǎn)生的徑流量進行設計,計算公式見式(1):V=P10×S×f×10—3……(1)式中:V—徑流收集池的設計有效容積,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進行計算;或者根據(jù)當?shù)赝愋娃r(nóng)田的最大徑流系數(shù)進行計算。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。徑流收集池池壁和池底應采用帶鋼筋的混凝土澆筑,徑流池內(nèi)外壁兩側(cè)、池底均應進行防滲處理。徑流池深度以80cm~100cm為宜,地上部分高度與監(jiān)測小區(qū)田埂持平。每個徑流池均應設置硬質(zhì)蓋板。徑流池的池壁厚度、混凝土強度以及徑流池的硬質(zhì)蓋板按GB/T41222規(guī)定執(zhí)行。徑流池內(nèi)宜配置一個徑流收集桶,用于小徑流量時的收集。4.4.4.2徑流收集箱(桶)適用于短期徑流監(jiān)測或者無法建設標準徑流池的情況,與徑流分流裝置(見圖C.1)配套使用。徑流收集箱(桶)的實際容積等于設計有效容積除以徑流分流裝置中分流管的個數(shù),深度以50cm~60cm為宜,長寬依據(jù)徑流小區(qū)的實際情況而定。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)測以一年為一個監(jiān)測周期,包括作物生長階段以及農(nóng)田非種植時段。一般情況下,1個監(jiān)測周期從第1季作物播種前翻耕開始,到下一年度同一時間段為止。5.2樣品的采集5.2.1采樣時間和頻次每次有產(chǎn)流或排水后進行采樣,采樣應在降雨結(jié)束24h內(nèi)進行。梅雨期間,應在徑流池水量達到80%后進行采樣,最大間隔不能長于5d。4DB32/T4412—20225.2.2采樣步驟5.2.2.1準確測量徑流池內(nèi)水面高度(精確至毫米),計算徑流量。5.2.2.2用清潔工具將徑流池內(nèi)的水充分攪拌均勻,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驗室進行分析,樣品的保存應符合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。若不能當天測定,則應在水樣內(nèi)滴體積分數(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。銨氮和總磷應在24h內(nèi)測定完畢,高錳酸鹽指數(shù)應在2d內(nèi)測定完畢,總氮應在7d內(nèi)測定完畢。5.4監(jiān)測項目與分析方法5.4.1必測項目必測項目包括徑流量,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必測項目的分析方法必測項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行過濾,上清液或濾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選測項目選測項目可自行根據(jù)需要進行選擇測定,具體見表2。5DB32/T4412—2022表2選測項目及分析方法選測項目分析方法PH、化學需氧量、5日生化需氧量、總有機碳(TOC)、陰離子表面活性劑、全鹽量、氯化物、總汞、總鎘、總砷、總鉻、總鉛、糞大腸菌群、農(nóng)藥類、除草劑等采用相關(guān)國家標準測定,如無,則按照GB3838規(guī)定的方法進行測定6相關(guān)計算6.1泥沙含量由式(2)計算得出:×103……(2)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徑流量徑流量計算公式見式(3):×n×104……(3)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,若未用分流裝置,n=1。6.3土壤流失量由式(4)計算:×n×b×104……(4)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,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)。6DB32/T4412—20226.4氮磷流失量或污染物徑流排放量按式(5)計算:……(5)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,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累計徑流污染排放量計算以一個監(jiān)測周期進行徑流污染物累計排放量的計算,監(jiān)測周期也可根據(jù)目的按時間長度如月、季、年等進行劃分,也可按照作物生長季和生長周期進行劃分。由式(6)計算:×10……式中:P—一個監(jiān)測周期內(nèi)的累計徑流污染物排放量,單位為千克每公頃(kg/hm2);m—一個監(jiān)測周期內(nèi)的產(chǎn)流次數(shù);i—一個監(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,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)域宜設置圍欄,避免無關(guān)人員或牲畜進入監(jiān)測小區(qū)。徑流監(jiān)測小區(qū)內(nèi)水肥管理方式應一致。7.2應定期對徑流監(jiān)測場進行巡查,檢查監(jiān)測設備是否完好,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,及時進行維護。7.3每次采樣時均應記錄對應的降雨量和徑流量或徑流池(桶/箱)中的徑流水深度,及時分析樣品;對小區(qū)的任何管理與擾動均應記錄,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。實驗室內(nèi)分析測試項目應執(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—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,包含三個進水口(進水管口均帶管蓋)和一個出水口。出水口位于徑流池內(nèi),由直管穿過徑流池壁。A進水口主要用于收集稻季降雨時的地表徑流,高度和稻季的排水口高度一致,使用該進水口收集徑流時,B、C進水口應蓋上管蓋。B進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,使用該進水口收集徑流時C進水口應蓋上管蓋。C進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—2022單位為厘米圖B●2旱地農(nóng)田徑流收集管示意10DB32/T4412—2022(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形進水管及若干個徑流分流管組成。倒L形進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,并對應箱體底部的中心位置。徑流分流管平均分布在長方體進水管的另一側(cè)或圓柱體四周,材質(zhì)、管徑、長度及安裝高度完全一致,高度低于進水口高度,直徑應小于進水口管徑,不超過3cm為宜(見圖C.1)。分流裝置中的1個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,應在徑流分流裝置進水口前端安裝一個防雜物的紗網(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,長度視分流管的個數(shù)而定。分流裝置的高度視農(nóng)田類型而有