[发明专利]一种感潮河网地区旱地农田沟渠入河口水量水质监测方法

权利要求书

1.一种感潮河网地区旱地农田沟渠入河口水量水质监测方法，其特征在于，

包括以下步骤：

①在农田沟渠入河口布设沟渠流量在线监测设备多普勒流量计，并布设水质自动采样器和数据采集器；多普勒流量计、水质自动采样器均与数据采集器连接；对设备进行供电；

②根据所监测的农田沟渠类型，确定实时沟渠断面流量计算公式，测量计算公式中所需参数；将农田沟渠的实时沟渠断面流量计算公式及所需参数通过编程输入数据采集器；通过多普勒流量计上的压力传感器和超声波传感器对农田沟渠入河口水体的流动速度和流动方向进行实时测量；并且，通过多普勒流量计测量沟渠入河口处的沟渠水位高度；通过人工编程控制数据采集器将测得的沟渠水位高度计算成沟渠入河口处的横截面积，并结合测得的带有方向的流速，根据实时沟渠断面流量计算公式，计算得到实时沟渠断面流量，即一个测量周期内测量的农田沟渠入河水量；

对于水泥制规则沟渠，将沟渠的底宽和侧面倾斜角度通过编程输入数据采集器，结合多普勒流量计测得的流速和水位数据，根据以下公式计算得到实时沟渠断面流量：

Q＝V*S

式中Q为实时沟渠断面流量(m³)，V为测得的流速(m·s^-1)，s为沟渠横截面积(m²)，a为沟渠底面宽(m)，h为沟渠水位高度(m)，θ为沟渠侧面与地面的夹角(°)即侧面倾斜角度；

对于土质不规则沟渠，将涵管半径通过编程输入数据采集器，结合多普勒流量计测得的流速和水位数据，根据以下公式计算得到实时沟渠断面流量：

对于不满管充水的实时沟渠断面流量：

Q＝*S₁

对于满管充水的实时沟渠断面流量：

Q＝V*S₂

S₂＝π*r²

式中Q为实时沟渠断面流量(m³)，V为测得的流速(m·s^-1)，S₁、S₂分别为不满管和满管充水的沟渠横截面积(m²)，r为涵管半径(m)，h为涵管内水位高度(m)；

③通过高频率监测的实时沟渠断面流量数据结合流向判断，累加计算得到所需的一段时间内的农田沟渠入河水量；

④依据已监测获得的农田排水口产流数据和产流时沟渠水位或流速数据，进行采样启动和停止触发条件的设置；

对已监测获得的农田排水口产流数据和产流时沟渠水位高度或流速数据进行分析，确定水质自动采样器的采样启动和采样停止触发条件，以满足沟渠入河口和农田排水口趋于同步采样，并将所需参数输入数据采集器；

⑤根据样品需求及农田氮磷排放规律，通过数据采集器设置水样采集的采样频率；通过数据采集器控制水质自动采样器自动进行水样采集；

⑥对水样的污染物氮磷浓度进行检测，并结合流量分析污染物的入河特征；

根据云平台上的流量数据和采集样品的时间和检测水样的氮磷浓度，分析氮磷入河的浓度变化与输出负荷。

2.如权利要求1所述的感潮河网地区旱地农田沟渠入河口水量水质监测方法，其特征在于，步骤①中，对于土质不规则沟渠，在旱地农田沟渠入河口的地下涵管内布设多普勒流量计，在沟渠旁布设水质自动采样器，并将数据采集器安装在水质自动采样器内。

3.如权利要求1所述的感潮河网地区旱地农田沟渠入河口水量水质监测方法，其特征在于，步骤③中，将数据采集器采集多普勒流量计测量水体流量的数据采集频率参数输入数据采集器；数据采集器首先按照实时沟渠断面流量计算公式计算多普勒流量计每次测量的流量值即一个测量周期内测量的流量值，通过设置所需数据采集频率即数据采集时间间隔，数据采集器将数据采集时间间隔内所包含的各测量周期内的流量值进行累加处理，设置的数据采集时间间隔内的流量为各测量周期内的流量值的累加，累加处理后得到的累加流量值为正值时表示沟渠水体流入河道，得到的累加流量值为负值时表示河道水体流入沟渠。