[發明專利]一種坡耕地徑流水動態監測系統

有效

• 申請號: 201710777103.2
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107450443B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 安志裝;馬茂亭;索琳娜;趙同科;劉寶存;趙麗平;李順江
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 喻蓉

本發明公開了一種坡耕地徑流水動態監測系統，包括徑流水動態監測啟動裝置、徑流水自動收集裝置和數據處理裝置。本發明的動態監測系統能夠實時自動靈敏、精確、長期定位監測坡耕地徑流小區內的徑流水，實現對包括農田、山地、梯田、尾礦、荒山等多種地形區域徑流水的自動收集和監測，為水土保持、面源污染防控、養分流失治理等多學科科研提供可靠的數據和樣品來源。

技術領域

本發明涉及一種農林耕地徑流水的監測系統，特別涉及一種坡耕地徑流水的動態監測系統，屬于農業生態學和環境科學研究領域。

背景技術

坡耕地是我國基本農田的重要組成部分，而水土流失、面源污染、農林地養分流失、污染物和養分在土壤中的遷移是目前我國生態、環境、農林業所面臨的嚴峻問題，其中徑流是導致這些問題的引發者和主要載體，因此，對徑流的研究和監測有著十分重要的意義。

坡面徑流的自動收集和監測是目前野外測量的難點問題，對于無壓、低水頭、小流量、高泥沙的坡面水文過程自動監測技術進展也十分緩慢。目前，野外試驗坡面徑流流量觀測記錄主要采用集水池和水位計法或集水池和流量計法進行觀測計量。集水池法，即在徑流出口處修建一個徑流池(有些帶有分流裝置)，將徑流水收集在水池中，然后計算集水池中的水量，根據計算得到的集水池中水量以及統計的積水時間，獲取徑流相關參數，例如，獲取統計時間內的徑流總量、徑流量、徑流量分布曲線等。流量計法是在徑流小區出口建設徑流收集渠道，并安置流量計實現對徑流小區產流過程的監測。翻斗式流量計是野外徑流觀測中主要使用的流量計之一，但是現有技術翻斗式流量計的調節裝置為單點支撐結構，當野外徑流觀測中出現徑流量大且持續時間長時，其翻斗翻轉時會出現較大幅度的震顫與偏轉，從而會導致記錄感應器錯誤記錄數據。

傳統徑流水收集罐一般采用翻斗式水量計量方式，由于翻斗體積的限制，最小計量精度只能達到5ML左右(常用翻斗一般為5-50ML，翻斗越大計量精度越小)，且如有泥沙及雜物污染，則監測精度大大降低。

而且現有的計量方法存在明顯的缺陷，例如，現有收集罐罐蓋僅具有遮擋、封閉功能，而不具有水位監測和數據收集功能的缺陷；即使具有測量功能，其也只能測量徑流的總量或者平均徑流量，不能獲取徑流的動態過程，不能獲取徑流量、與時間的實時關系曲線，從而使得獲取的徑流相關參數實時性較差；進一步地，當徑流量大時，集水池容易發生溢出，影響徑流的測量精度。

本發明采用超聲波實時監測裝置進行徑流水量探測，水位監測精度可達到0.1mm，監測精度大大提高，同時監測設備不受泥沙和雜物污染干擾，為獨立系統，同樣可以提高數據監測精度。

發明內容

本發明的目的是針對現有坡耕地徑流水動態監測存在的技術缺陷，提供一種坡耕地徑流水動態監測系統，本發明的動態監測系統對坡耕地的降雨、降雨量、降雨產生的徑流水量進行自動收集和實時監測，降雨量及徑流水量數據采集與數據的遠程傳輸可以同步進行；而且本發明的徑流水動態監測系統能夠對微量、不連續的徑流水進行靈敏、精確、長期定位自動監測和無污染取樣，實現對包括農田、山地、梯田、尾礦、荒山等多種地形區域徑流水的自動收集和監測，從而為水土保持、面源污染防控、養分流失治理等多學科科研提供可靠的數據和樣品來源。

為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種坡耕地徑流水動態監測系統，包括徑流水動態監測啟動裝置、徑流水自動收集裝置和數據處理裝置。

其中，所述數據處理裝置分別與所述的徑流水動態監測啟動裝置、所述徑流水自動收集裝置相連接，降雨時驅動所述徑流水自動收集裝置測量罐內徑流水量，并對徑流水自動收集裝置內的徑流水量進行收集、監測。

特別是，所述徑流水動態監測啟動裝置為雨量計，其中所述雨量計以有線或無線方式與所述數據處理裝置相連接，在降雨時驅動數據處理系統從睡眠狀態轉變至工作狀態，進行降雨量和徑流水水量的監控。

尤其是，所述雨量計以有線方式與所述數據處理裝置相連接。