[發明專利]一種土壤濺蝕動力定量監測系統和方法

有效

• 申請號: 201410351651.5
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104155426A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 張平倉;劉洪鵠;師哲;齊向華;程冬兵;錢峰;郭念森
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

1.一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于：包括設置于室外的土壤濺蝕監測系統(1)和降雨監測系統(2)，所述土壤濺蝕監測系統(1)包括濺蝕盤，所述濺蝕盤設置在濺蝕盤固定平臺上，所述降雨監測系統(2)包括視頻雨滴譜儀(6)，所述視頻雨滴譜儀(6)設置在雨滴譜儀固定平臺上，所述濺蝕盤和所述視頻雨滴譜儀(6)之間的直線距離為3米至5米，所述視頻雨滴譜儀(6)的信號輸出端用于連接處理器(15)，所述視頻雨滴譜儀(6)和所述處理器(15)分別與電源(16)連接；

所述視頻雨滴譜儀(6)包括設置在所述視頻雨滴譜儀盒體(14)內的雨滴影像成像系統，以及垂直貫通所述視頻雨滴譜儀盒體(14)的立方體形監測井(13)；所述雨滴影像成像系統包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，所述照明裝置和所述反射鏡分別設置在所述監測井(13)相對兩個側壁與所述盒體側壁之間的空隙處，兩個相對的所述側壁上設有狹縫，所述照明裝置發出的光線穿過兩個側壁上的所述狹縫投射到所述反射鏡上，再由所述反射鏡將影像反射到攝像裝置，所述攝像裝置將影像內容傳遞到所述視頻雨滴譜儀(6)內的數據處理系統。

2.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于：所述土壤濺蝕監測系統(1)包括三個所述濺蝕盤，分別為細沙濺蝕盤(3)、未碾磨土濺蝕盤(4)和碾磨土濺蝕盤(5)。

3.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于：所述雨滴譜儀固定平臺和所述濺蝕盤固定平臺為水泥或鋼架制成的固定平臺。

4.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于：所述視頻雨滴譜儀(6)內設有兩套雨滴成像系統。

5.一種利用權利要求1所述監測系統進行土壤濺蝕量監測的方法，其特征在于：

通過所述土壤濺蝕監測系統(1)采樣得到采樣土壤濺蝕量A；

通過視頻雨滴譜儀(6)采集雨滴個數、雨滴質量和雨滴速度，計算得到采樣雨滴動能E_k；

計算采樣土壤濺蝕量A和采樣雨滴動能E_k之間的關系表達式A＝f(E_k)；

需要對特定區域進行實際土壤濺蝕量預測時，通過視頻雨滴譜儀(6)采集實際雨滴參數，計算出實際雨滴動能，并將實際雨滴動能帶入表達式A＝f(E_k)，即可得到實際土壤濺蝕量。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述雨滴動能的計算方法為式中E_k為雨滴動能，i為雨滴的個數，m_i為第i個雨滴的質量，v_i為第i個雨滴的速度。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述關系表達式A＝f(E_k)為A＝a+b·E_k或式中，a、b為常數，e為指數。