[實用新型]高壩水庫消落帶土壤水分監測裝置

有效

• 申請號: 201720044715.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN206460046U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 周紫璇;陸穎;何大明;樊輝;范星;何開為
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)11531
• 代理人: 李宏偉

技術領域

本實用新型涉及土壤檢測技術領域，特別是屬于一種高壩水庫消落帶土壤水分監測裝置。

背景技術

中國進入新世紀以來，水庫大壩建設數量迅猛增加，據《2014年全國水利發展統計公報》，我國水電建設裝機容量已突破3億千瓦。大規模水電開發，伴隨產生位于水庫兩側，受陸生生態系統和水生生態系統交替控制的區域，即水庫消落帶。對于壩高在70m以上，庫容大于1億m3的高壩大庫，如三峽水庫、小灣水庫、糯扎渡水庫等，其消落帶范圍均在30m以上，導致環境和生態問題更為凸顯。高壩大庫蓄水后，蓄水位以下坡面原生植被不適應新生境而逐漸消亡，消落帶呈裸坡狀態，進而造成庫岸地質災害頻發，土壤侵蝕異常強烈，庫區景觀質量下降等，受到當地政府和國家關注。

因此，消落帶形成后，需進行消落生態系統恢復和保護，以防止土壤流失、庫岸崩塌和滑坡等問題。其中，植被恢復和重建是消落帶生態系統恢復和保護重點。而消落帶土壤表層水是消落帶植被生存的基本生活條件，同時是嚴重制約消落帶人工植被恢復的重要因子。通過開展消落帶土壤表層水分監測，以便進行消落帶土壤水分波動范圍和時間分區，對選擇相應階段植被種類具有重要理論和實際意義。但如西南地區水庫消落帶，具有坡度大、范圍高、淹沒時間長達半年、土壤侵蝕嚴重等特點，人為定期前往消落帶進行觀測困難且耗力大。急需一種消落帶土壤水分表層系統監測裝置，能夠在各類型消落帶實測表層土壤水分數據，完成消落帶土壤表層水分無人定點觀測，實現長期系統化監測。

現有的土壤水分監測儀，可進行土壤水分快速讀取，對落后的傳感器、電路設計及裝置結構進行了一定改進，但此類裝置僅設計了單個土壤水分監測儀，適用范圍有限，針對大型消落帶，受水位波動產生土壤水分變化、土層剝蝕等情況，存在監測位置單一，設備易遺失等問題。而針對消落帶的監測儀器設備，主要目的是針對巖石穩定性觀測而設計，通過在消落帶巖體內設置監測線，布置位移傳感器和角度傳感器等，監測消落帶滑坡情況，實現對消落帶護坡立體化監測。此類消落帶專利，并未對消落帶土壤水分進行系統監測，且此類監測具有成本高、布設環境有限、設計復雜等不足。

發明內容

本實用新型的目的即在于提供一種高壩水庫消落帶土壤水分監測裝置，以達到成本低、布設簡單、實用性強以及提高檢測精度、可靠性的目的。

本實用新型所提供的高壩水庫消落帶土壤水分監測裝置，其特征在于，包括數據采集器、土壤水分監測儀，數據采集器又包括信息存儲模塊以及電源模塊，其中，數據采集器置于庫岸最高水位線以上的平臺上，土壤水分監測儀置于水庫最高水位線和最低水位線之間的消落帶上，呈等距分布且并聯后，通過電纜連接數據采集器，其中，所述電纜末端連接壓力式水位計，壓力式水位計置于水庫最低水位線以下水體中。

進一步的，所述的電源模塊為充電電池或充電電池與太陽能板的結合。

本實用新型所提供的高壩水庫消落帶土壤水分監測系統，結構設計合理、實用性強，通過根據水庫消落帶的高度范圍等距布設的土壤水分監測儀，用電纜連接各土壤水分監測儀至數據采集器，并通過數據采集器內的電源模塊以及信息存儲模塊進行供電及存儲數據，使得本裝置具有布設方便、簡單以及成本低的特點，解決了土壤水分野外長期無人監測的問題，且本裝置無需維護。在電纜末端連接壓力式水位計，可長期記錄存儲水庫水位漲落變化數據，結合消落帶土壤水分數據，獲得水庫水位調度運行于消落帶土壤水分含量變化關系。本實用新型可安置在任意消落帶，可應用于消落帶植被恢復研究提供水分數據領域，所得數據也可應用于干濕交替環境下土壤水分動態變化等研究，同時，本裝置還能夠搭載其他監測設備于相應土壤水分監測儀節點位置，包括GPRS定位儀等拓展監測設備，從而實現多角度監測數據的定點采集。綜上所述，本實用新型具有可靠性高、提高工作效率的積極效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1、太陽能板，2、數據采集器，3、電纜，4、土壤水分監測儀，5、壓力式水位計，6、最高水位線，7、最低水位線，8、庫岸。

具體實施方式