[发明专利]三角堰坡面小区径流流量测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及水土保持技术领域，特别涉及一种三角堰坡面小区径流流量测量系统。

背景技术

小区径流流量测量是水土保持试验中定量研究水土流失的重要内容，在土壤侵蚀定量评估、水土保持效益评价等科学研究和生产实践中都具有重要作用。小区径流流量自动测量对于提高监测精度和监测可靠性、减轻监测的劳动强度、以及降低监测成本等具有显著意义。

受野外现场环境的特殊性和复杂性的限制，国内外坡面小区径流流量观测普遍采用集水池法和多孔分流法。集水池和分流装置在实际使用中都存在一定的问题。集水池和多孔分流法实现的是总量观测，不能获得降雨产沙的过程数据。此外，集水池和分流装置的设计不能考虑到所有的降雨情况，在暴雨发生时容易产生溢流，导致数据缺失。

径流过程对于研究土壤侵蚀机理和评价水保措施实际效益具有重要作用，现代数据传输与管理技术对径流自动观测也提出了相应的要求。对此，国内外的相关学者对径流自动观测装置做过大量研究。其中，翻斗法是自动流量计广泛采用的原理之一，即利用机械测量元件(对称翻斗室)把流体连续不断地分割成单个等量的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放的次数来测量流体体积总量和过程。该方法在实际应用中受惯性力的影响而具有非线性误差。此外，对于含沙水流的作用和影响没有考虑和估计。国内专家赵军等人开发了一种针对含沙水流的流量自动观测装置，其主要原理是通过拉力传感器感应柔性链接的测流管的重量，通过具有力学分析基础的水力学模型测算流量，并根据泥沙含量对流体重量的影响对测流结果进行校正。该方法在实际中具有一定的应用，但是现有设计和模型的测量范围有限，更广泛的应用还有待进一步的理论扩展和实验验证。

三角堰是传统堰流测量中应用比较广泛的一种，具有设计建设成本低，测量范围较大的特点。传统的三角堰通过测量过堰水流的水位，按照预定的计算公式计算流量。大部分测量需要人工测录水位、再手工计算流量。测量周期长、受测量者主观影响，精度和可靠性受到一定限制，同时，操作过程费时导致很难测量足够的数据点以获取近似连续的产流过程。快速、实时、准确地利用三角堰测量流量可以解决生产实践和科学研究领域的重要问题，并可以为水土保持监测体系的自动化更新提供重要的技术支持。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种可以自动测量和记录水位的三角堰坡面小区径流流量测量系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种三角堰坡面小区径流流量测量系统，所述系统包括箱体100，所述箱体100包括与其连接的进水口101，所述箱体100还包括设置在其侧壁上的三角形出水口102；

所述系统还包括：互相连接的浮子水位计200和数据采集器300；

所述浮子水位计200用于测量所述箱体100内的水位；

所述数据采集器300用于读取和记录所述浮子水位计200的水位值，并根据该水位值计算流经所述系统的液体流量。

优选地，所述浮子水位计200包括滑轮201、浮子202和铅垂203；

所述滑轮201的圆盘与所述箱体100固定连接，并且所述圆盘的最低点高于所述箱体100的侧壁上沿；

所述滑轮201的绳索的两端分别连接所述浮子202和铅垂203。

优选地，所述浮子水位计200还包括壳体204；所述壳体204与所述箱体100固定连接，并且所述壳体204的下部与所述箱体100导通；所述滑轮201、浮子202和铅垂203均设置在所述壳体204的内部。

优选地，所述浮子水位计200通过数据线与所述数据采集器300连接。

优选地，所述三角形出水口102的三角形顶角朝下，并且顶角为30°。

优选地，所述所述三角形出水口102的最低点距离所述箱体100的底部距离为1.6cm。

优选地，所述箱体100为上开口的中空长方体，其长宽高尺寸为50厘米×50厘米×30厘米。

(三)有益效果

本发明所述三角堰坡面小区径流流量测量系统，通过设置浮子水位计和数据采集器，实现了对水位的自动测量和记录，并且数据采集器可以根据所测水位值快速的计算得到流经系统的液体流量。

附图说明

图1是本发明实施例所述的三角堰坡面小区径流流量测量系统的局部结构示意图；

图2是本发明实施例所述的三角堰坡面小区径流流量测量系统的俯视图；

图3是回归分析的结果曲线图。

具体实施方式