[发明专利]一种坡耕地径流水动态监测系统

说明书

本发明公开了一种坡耕地径流水动态监测系统，包括径流水动态监测启动装置、径流水自动收集装置和数据处理装置。本发明的动态监测系统能够实时自动灵敏、精确、长期定位监测坡耕地径流小区内的径流水，实现对包括农田、山地、梯田、尾矿、荒山等多种地形区域径流水的自动收集和监测，为水土保持、面源污染防控、养分流失治理等多学科科研提供可靠的数据和样品来源。

技术领域

本发明涉及一种农林耕地径流水的监测系统，特别涉及一种坡耕地径流水的动态监测系统，属于农业生态学和环境科学研究领域。

背景技术

坡耕地是我国基本农田的重要组成部分，而水土流失、面源污染、农林地养分流失、污染物和养分在土壤中的迁移是目前我国生态、环境、农林业所面临的严峻问题，其中径流是导致这些问题的引发者和主要载体，因此，对径流的研究和监测有着十分重要的意义。

坡面径流的自动收集和监测是目前野外测量的难点问题，对于无压、低水头、小流量、高泥沙的坡面水文过程自动监测技术进展也十分缓慢。目前，野外试验坡面径流流量观测记录主要采用集水池和水位计法或集水池和流量计法进行观测计量。集水池法，即在径流出口处修建一个径流池(有些带有分流装置)，将径流水收集在水池中，然后计算集水池中的水量，根据计算得到的集水池中水量以及统计的积水时间，获取径流相关参数，例如，获取统计时间内的径流总量、径流量、径流量分布曲线等。流量计法是在径流小区出口建设径流收集渠道，并安置流量计实现对径流小区产流过程的监测。翻斗式流量计是野外径流观测中主要使用的流量计之一，但是现有技术翻斗式流量计的调节装置为单点支撑结构，当野外径流观测中出现径流量大且持续时间长时，其翻斗翻转时会出现较大幅度的震颤与偏转，从而会导致记录感应器错误记录数据。

传统径流水收集罐一般采用翻斗式水量计量方式，由于翻斗体积的限制，最小计量精度只能达到5ML左右(常用翻斗一般为5-50ML，翻斗越大计量精度越小)，且如有泥沙及杂物污染，则监测精度大大降低。

而且现有的计量方法存在明显的缺陷，例如，现有收集罐罐盖仅具有遮挡、封闭功能，而不具有水位监测和数据收集功能的缺陷；即使具有测量功能，其也只能测量径流的总量或者平均径流量，不能获取径流的动态过程，不能获取径流量、与时间的实时关系曲线，从而使得获取的径流相关参数实时性较差；进一步地，当径流量大时，集水池容易发生溢出，影响径流的测量精度。

本发明采用超声波实时监测装置进行径流水量探测，水位监测精度可达到0.1mm，监测精度大大提高，同时监测设备不受泥沙和杂物污染干扰，为独立系统，同样可以提高数据监测精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有坡耕地径流水动态监测存在的技术缺陷，提供一种坡耕地径流水动态监测系统，本发明的动态监测系统对坡耕地的降雨、降雨量、降雨产生的径流水量进行自动收集和实时监测，降雨量及径流水量数据采集与数据的远程传输可以同步进行；而且本发明的径流水动态监测系统能够对微量、不连续的径流水进行灵敏、精确、长期定位自动监测和无污染取样，实现对包括农田、山地、梯田、尾矿、荒山等多种地形区域径流水的自动收集和监测，从而为水土保持、面源污染防控、养分流失治理等多学科科研提供可靠的数据和样品来源。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种坡耕地径流水动态监测系统，包括径流水动态监测启动装置、径流水自动收集装置和数据处理装置。

其中，所述数据处理装置分别与所述的径流水动态监测启动装置、所述径流水自动收集装置相连接，降雨时驱动所述径流水自动收集装置测量罐内径流水量，并对径流水自动收集装置内的径流水量进行收集、监测。

特别是，所述径流水动态监测启动装置为雨量计，其中所述雨量计以有线或无线方式与所述数据处理装置相连接，在降雨时驱动数据处理系统从睡眠状态转变至工作状态，进行降雨量和径流水水量的监控。

尤其是，所述雨量计以有线方式与所述数据处理装置相连接。