[发明专利]一种水-土界面理化监测装置及基于该装置的库区消落带监测系统

说明书

本发明公开了一种水‑土界面理化监测装置及基于该装置的库区消落带监测系统，包括筒状外壳、锥形头、传感器数据采集电路、密封塞和若干传感器模块，筒状外壳一端与锥形头密封连接，另一端采用密封塞密封，传感器模块连接所述传感器数据采集电路，且都位于所述筒状外壳的密封空间内，传感器模块包括电路板和分别与电路板连接的温度传感器、溶解氧传感器、电导率传感器，电路板、温度传感器、溶解氧传感器和电导率传感器用树脂浇注在一起，筒状外壳上对应每个所述传感器模块的安装位置处设有3个方向的开孔，使得对应传感器模块传感器通过开孔将探头裸露于筒状外壳外。本发明可以连续高效监测库区消落带水‑土界面理化指标。

技术领域

本发明涉及环境监测技术，尤其涉及一种水-土界面理化监测装置及基于该装置的库区消落带监测系统。

背景技术

据统计，截止2011年，全球已建成各类水库总数约1670万座，且数量还在随着时间持续增加。水库的运行会造成库区水位周期性涨落，从而在库区形成广阔的淹水落干区域——消落带。消落带的特殊水文过程，使其土层孔隙水与上覆水交换频繁，导致水-土界面物质浓度、理化指标及微生物特性处于动态变化状态，这为水库蓄积的营养盐的生物地球化学反应过程提供了一个重要场所。弄清消落带不同深度水-土界面基本理化指标的长期变化情况，是揭示消落带生物地球化学反应真实面貌的基础。长期以来，库区水-土界面的理化性质监测多采用人力的方式，对于深水区的监测由于水体浮力等因素影响，常造成测量的不确定性，且长期监测费时费力。库区水-土界面理化性质连续自动监测一直是一大难题，尤其对于深水区。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种水-土界面理化监测装置及基于该装置的库区消落带监测系统，尤其适用于水位变幅大的库区消落带，所述监测装置可连续监测消落带界面理化性质，所述库区消落带监测系统可远程监控库区消落带不同深度理化性质变化情况，监测时间灵活，测量过程高效，可实现实时连续监测。

技术方案：本发明所述的水-土界面理化监测装置包括筒状外壳、锥形头、传感器数据采集电路、密封塞和若干传感器模块，所述的筒状外壳一端与锥形头密封连接，另一端采用密封塞密封，所述传感器模块连接所述传感器数据采集电路，且都位于所述筒状外壳的密封空间内，所述传感器模块包括电路板和分别与电路板连接的温度传感器、溶解氧传感器、电导率传感器，电路板、温度传感器、溶解氧传感器和电导率传感器用树脂浇注在一起，所述筒状外壳上对应每个所述传感器模块的安装位置处设有3个方向的开孔，使得对应传感器模块的温度传感器、溶解氧传感器、电导率传感器分别通过开孔将探头裸露于筒状外壳外。

进一步的，所述装置还包括状态指示灯，所述状态指示灯位于筒状外壳外，并通过密封塞连接所述传感器数据采集电路。

进一步的，所述装置还包括电源和存储模块，所述电源和存储模块位于所述筒状外壳内，所述电源为整个装置供电，所述存储模块连接所述传感器数据采集电路。

进一步的，所述装置还包括光纤和电源线，所述光纤和电源线均从密封塞穿插入筒状外壳，并连接到所述传感器数据采集电路。

进一步的，位于最上两层的相邻传感器模块对应的开孔间距为5cm，其余相邻传感器模块对应的开孔间距为10cm。

本发明所述的库区消落带监测系统包括信息采集装置、水位计、无线传输系统、供电系统、智慧平台和若干上述水-土界面理化监测装置，其中：

所述水-土界面理化监测装置垂直插入库区消落带不同高程，并使传感器朝向水域方向，最上层传感器刚好位于水-沉积物界面；

所述信息采集装置包括存储模块和信息处理模块，安装于岸上，通过光纤与所述水-土界面理化监测装置连接，用于控制和监视各监测装置，调节各监测装置监测频次和各传感器工作状态，并将各监测装置的数据汇总和备份在存储模块；