[发明专利]一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统

权利要求书

1.一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，包括径流小区、监测廊道、土壤水分测量装置、土壤水势测量装置、土壤温度测量装置、土壤水位测量装置、土壤溶质取样装置；其特征在于：

监测廊道建设于2个径流小区中间的地下，每个径流小区土体中均埋设若干个水分传感器、水势传感器、温度传感器、水位传感器、水样取样器，若干个传感器输出端口位于监测廊道中与相关监测仪器连接；

其中径流小区为水平投影长20m、宽5m、深280cm的长方体坡耕地小区，左、右二端、上端设置围埂，下端设置挡土墙，土壤底层设置底板；在径流小区距坡顶1.25m处设置为1号坡位，顺坡而下每隔2.5m，分别划分为1号坡位、2号坡位、3号坡位、4号坡位、5号坡位、6号坡位、7号坡位、8号坡位，每个坡位在距离地表土壤下20,40,60,80,130,180,230cm的深度埋设水分传感器、水势传感器和温度传感器，在每个坡位埋设水位传感器，以完成对坡地土体不同坡位和不同深度的土壤水分、土壤水势、土壤温度监测，完成对坡地土体不同坡位土壤水位监测；

监测廊道宽3m、长22m，作为观测通道和相关仪器的连接安放处；

土壤水分测量装置由同轴多路器扩展板、时域反射计、数据采集器构成；同轴多路器扩展板、时域反射计、数据采集器安装在监测廊道内，水分传感器输出端口和土壤水分测量装置的同轴多路器扩展板连接，同轴多路器扩展板与时域反射计连接，时域反射计与数据采集器连接；

同轴多路器扩展板通过同轴电缆连接构成三级扩展系统，分为第一级同轴多路器扩展板、第二级同轴多路器扩展板、第三级同轴多路器扩展板；第三级同轴多路器扩展板分别与径流小区同一个坡位的7个深度的水分传感器连接；第二级同轴多路器扩展板与该径流小区8个坡位的第三级同轴多路器扩展板连接；第一级同轴多路器扩展板是将监测廊道两边的两个小区的第二级同轴多路器扩展板连接；时域反射计与第一级同轴多路器扩展板连接；

土壤溶质取样装置由土壤溶质取样器、导管、抽负压装置、负压真空泵、存样管组成；土壤溶质取样器埋设于每个径流小区八个坡位的7个深度处，土壤溶质取样器通过导管与抽负压装置连接，抽负压装置与负压真空泵连接，下部配有存样管，其中导管、抽负压装置、负压真空泵、存样管安装在监测廊道内；

监控系统还在土壤内部安装壤中流收集管，壤中流收集管口连接壤中流组合式流量计，壤中流组合式流量计设置在监测廊道内面；所述壤中流组合式流量计由水表后接一个翻斗式流量计组成，当水量足够大时，水表能准确记录壤中流流量；当水量较小，不易触动水表时，翻斗式流量计能准确记录壤中流流量，两相结合能都得到更为精准的壤中流数据，并将数据通过数据采集器模板传输至数据控制中心。

2.根据权利要求1所述的一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，其特征在于：土壤水势测量装置由水势传感器、水势接线盒、数据采集器组成；每个坡位处的水势接线盒与该坡位剖面的7个不同深度的土壤水势传感器输出端连接，8个坡位的水势接线盒安装在监测廊道一侧，监测廊道二侧共计16个水势接线盒与数据采集器连接。

3.根据权利要求1所述的一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，其特征在于：土壤温度测量装置由温度传感器、温度监测采集器构成；每个坡位处的温度监测采集器与该坡位剖面的7个不同深度的温度传感器输出端连接，8个坡位的温度监测采集器安装在监测廊道一侧，监测廊道二侧共计16个温度监测采集器通过数据线直接与数据控制中心的工控机连接。

4.根据权利要求1所述的一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，其特征在于：土壤水位测量装置由水位传感器，水位数显仪构成，水位数显仪与水位传感器输出端连接，水位数显仪安装在监测廊道内，并通过数据线直接与数据控制中心的工控机连接。

5.根据权利要求1所述的一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，其特征在于：监测系统还设有供电装置，供电装置采用UPS电源，具有交流转直流和蓄电池供电2种供电模式，保证系统有不间断的电源供给，监测廊道中共有两台UPS电源，一台UPS电源与时域反射计、数据采集器、水势接线盒分别连接，另一台UPS电源与温度监测采集器、负压真空泵、水位数显仪分别连接。

6.根据权利要求1所述的一种坡地土壤多指标的多维自动监测系统，其特征在于：监测系统还设有数据控制中心，数据控制中心内有工控机，负责接收和处理各项监测数据，数据控制中心工控机通过数据线与数据采集器、温度监测采集器、水位数显仪连接，能对采集的水分、水势、温度、水位数据进行编辑与分析，并能实时调控采集方案以供需求。