[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

说明书

本发明提供了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。该方法将多普勒流量计应用于旱地农田沟渠入河口水体的测量，能够判断水体的流动方向，并通过高频率实时监测得出一段时间内水体的流入流出总量，同时依据农田排水口产流数据和产流时沟渠水位数据，设置水质自动采样器的采样触发和停止条件来实现沟渠入河口与农田排水口同步采样。本发明能够解决感潮河网地区水体流向不定的流量测量问题，测量精准，根据产流时间设置高频率采样，并结合高频率的单位时间内流量数据，使所取水样更能够代表降雨产流时农业面源污染入河的过程，而沟渠入河口与农田排水口进行趋于同步的采样，使得对农田农业面源污染的排放分析更为方便，更为系统。

技术领域

本发明涉及农业面源污染监测领域，具体涉及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。

背景技术

旱地农田在降雨条件下对外界河道氮磷的贡献是一个农业面源污染输出的过程，如何对其进行有效的监测是解决农业面源污染问题的重要环节。农业面源污染的防控需要协同监测农田径流产生到入河的过程，目前，针对农田排水口的监测方法较为成熟，而将农田沟渠入河口与农田排水口进行协同监测的方法亟需建立。在我国长江中下游平原，地势低平，河网密布，受到潮汐作用影响的地区，经常出现上游来水、本地降雨和下游强潮顶托的“三碰头”情形，农田排水沟与河道水体没有稳定的流向，呈现往复运动的特征，加上农田沟渠排水流速较低，导致大多数测水体流速的设备如测流堰等不能够适用于感潮河网地区旱地农田沟渠入河口，也造成对感潮河网地区农业面源污染入河过程的监测具有特殊性和复杂性。

在感潮河网地区内的某个旱地农田监测点位，农田径流在降雨条件下从农田产生到进入沟渠再到进入河道是农田氮磷进入河道的主要过程，在此过程中，农田排水量(从农田排水口排出的水量)和沟渠排水量(从农田沟渠入河口排出的水量)是动态变化的，同时排水中的氮磷浓度也是变化的，对农业面源污染的监测实际上是对排水量的连续监测和对水体的高频率取样来监测氮磷浓度，难点在于农田沟渠入河口的水量监测以及农田沟渠入河口如何与农田排水口在相隔较远的情况下趋于同步地采集到一场降雨在农田产流情况下的水样，用以反映所监测农田降雨产流后对外界水环境的影响。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提出一种能实现对农田沟渠入河口与农田排水口进行同步采样和协同监测的感潮河网地区旱地农田沟渠入河口水量水质监测方法。该方法基于高频在线监测设备多普勒流量计与水质自动采样器，通过对农田沟渠入河流量实时监测，并设置“农田排水口-农田沟渠入河口”同步监测采样启动、停止触发条件和采样频率等相关操作参数，实现对农田沟渠入河水量(从农田沟渠入河口排出的水量)的精准测量和农田沟渠入河口与农田排水口水样的同步采样，实时反映一场降雨中监测农田污染物排放量与排放的变化规律以及对外界水环境的影响。

本发明的技术构思：在农田沟渠入河口布设多普勒流量计测量农田沟渠的水位和水体的流动速度以及判断水体的流动方向，根据农田沟渠类型的不同，运用不同的公式对沟渠入河流量进行计算，设置数据采集频率，实现不同沟渠入河流量的精准测量，并通过电导率传感器测量水体电导率，通过电导率与流量关系来筛除测量流量的异常值。同时，在农田沟渠入河口布置水质自动采样器对降雨产生农田径流时的沟渠入河径流进行高频率采样，基于在农田排水口布设雨量筒监测到的降雨量、布设三角测流堰监测到的农田径流量等相关参数，分析确定农田沟渠入河口的水质自动采样器的采样触发条件和停止条件，使其能够与农田排水口的水质自动采样器趋于同步地采集到一场降雨中农田径流与沟渠入河径流的水样，用以分析所监测农田的氮磷输出对外界水环境的影响；沟渠流量计算公式和水质自动采样器的采样触发条件和停止条件的输入均通过数据采集器来完成，流量数据和采样时间均可在云平台显示并保存。

本发明采用下述技术方案：

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，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；