专利名称：便携式水土流失动态监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量仪器技术领域，特别是涉及一种便携式水土流失动态监测仪。
背景技术：
水土流失监测是生态环境监测的主要内容之一。目前野外观测站/场大都有大大小小的水土流失观测小区。对于没有建立观测站的野外区域而言，其水土流失的监测需要重新搭建径流小区与监测设施，增加了水土流失的监测成本和繁琐性，非�：氖�。同时，较多依赖于天然降水条件，无法有效动态监测，实用性存在一定局限，监测结果缺少连续性和时效性。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何实现野外区域水土流失监测的快速简易搭建，以及监测结果准确、可靠。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种便携式水土流失动态监测仪，其包括径流小区，由围板在被测坡地上围绕形成；模拟降雨单元，设置在所述径流小区上方，用于模拟降雨；供水单元，与所述模拟降雨单元相连，为模拟降雨单元供水；水沙量测器，与所述径流小区相连，对径流小区流出的水沙进行计量；以及动力调节器和微处理器，所述动力调节器连接模拟降雨单元和供水单元，分别控制模拟降雨单元的降雨量大小和供水单元的供水启停，所述微处理器连接所述水沙量测器，对水沙量测器测得的水沙数据进行分析，获得被测坡地的水土流失状态。其中，所述径流小区为四边形，所用围板包括位于被测坡地上游和两侧的不锈钢板，以及位于被测坡地下游的网槽板。其中，所述网槽板的底部且位于所述径流小区的外侧，设置有汇流槽。其中，所述汇流槽通过导流管与所述水沙量测器相连。其中，所述模拟降雨单元包括支撑在地面上的立柱支架，设置在所述立柱支架顶端且与其垂直的降雨横杆；所述降雨横杆上设置有全角降雨喷头，所述全角降雨喷头位于所述径流小区上方。其中，所述立柱支架和降雨横杆为相连通的中空管，所述供水单元与所述立柱支架下部相连。其中，所述供水单元包括储水箱及与其相连的水泵，所述水泵通过输水管与所述立柱支架相连。其中，所述储水箱与所述水泵通过输水管相连。其中，所述立柱支架与降雨横杆之间可拆卸连接。其中，形成所述径流小区的不锈钢板和网槽板之间可拆卸连接。
(三)有益效果上述技术方案所提供的便携式水土流失动态监测仪，小型化，分段组装、可拆卸、 可调节，占用空间�。子谛痪读餍∏罱ê氖倍蹋Ｄ饨涤甑ピ沧凹虮�、操作快捷； 径流小区下游水沙数据自动采集处理，直接量测和计算土壤侵蚀模数，数据准确；可同时对单个或多个径流小区连续监测，实时计量，动态读取和存储数据；适用范围广，可广泛适用于土质、土石、植被覆盖等不同下垫面条件下，各类开发建设项目扰动地表区域的土壤侵蚀量动态监测及数据分析。
图I是本发明实施例的便携式水土流失动态监测仪的结构示意图。其中，I :储水箱；2 :水泵；3 :立柱支架；4 :降雨横杆；5 :全角降雨喷头；6 :不锈钢板；7 :网槽板；8 :水沙量测器；9 :动力调节器；10 :微处理器。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图I示出了本实施例的便携式水土流失动态监测仪的结构示意图，参照图示，本实施例的动态监测仪包括以下几个部分。径流小区，由围板在被测坡地上围绕形成。通常，径流小区设置为四边形，需要在选定的一处被测坡地上圈定，具体利用不锈钢板6设置在坡地的上游和所选定坡地的两侧，利用网槽板7设置在坡地的下游，由此在所选定坡地上围成一个池槽结构。所述的不锈钢板6和网槽板7之间可拆卸连接，且在网槽板7的底部且位于所述径流小区的外侧，设置有汇流槽(图中未标示)，汇流槽用于径流小区水土流失状态下水沙的收集。模拟降雨单元，设置在径流小区上方，以模拟降雨。具体地，模拟降雨单元包括支撑在地面上的立柱支架3，设置在立柱支架3顶端且与其垂直的降雨横杆4，立柱支架3与降雨横杆4之间可拆卸连接；降雨横杆4上设置有全角降雨喷头5，全角降雨喷头5位于径流小区上方。与模拟降雨单元相关的还有与其相连的供水单元，为其提供降雨所用水源。 供水单元包括储水箱I及与其相连的水泵2，水泵2通过输水管将水送至降雨模拟单元，储水箱I与水泵2之间也通过输水管相连。通过水泵2从储水箱I内抽水，通过输水管送至降雨模拟单元。本实施例优选将立柱支架3和降雨横杆4设置为相连通的中空管，由水泵 2引出的输水管与立柱支架3下部相连。水沙量测器8，通过导流管与径流小区的汇流槽相连，将汇流槽收集的水沙导流至水沙量测器8，水沙量测器8通常选用雨量筒和数码天平，以对水沙进行计量。动力调节器9和微处理器10，动力调节器9连接模拟降雨单元和供水单元，分别控制模拟降雨单元的降雨量大小和供水单元的供水启停；微处理器连接水沙量测器8，对水沙量测器8测得的水沙数据进行分析，获得被测坡地的水土流失状态。微处理器10中设置有雨量调节、水沙数据采集及侵蚀模数运算分析软件，微处理器10中的雨量调节软件控制动力调节器9工作。使用本实施例的动态监测仪进行某一区域水土流失分析时，首先将不锈钢板6和网槽板7安插在待测坡面，以形成径流小区，并将汇流槽设置在径流小区下游方位，然后在汇流槽水沙出口设置雨量筒和自动数码天平，天平用塑料袋罩�。乐菇跋焓褂茫蝗缓蟠罱Ｄ饨涤甑ピ凸┧ピ鏊饔纱⑺銲开始被抽送到水泵2，然后由水泵2再送到降雨支架和全角降雨喷头5，水泵2至储水箱I和降雨支架都是输水管连接，形成降雨支架的立柱支架3和降雨横杆4均为不锈钢管，由卡环快速连接。本实施例动态监测仪使用的电源为直流蓄电池，通过动力调节器9连接到微处理器10进行反向控制，通过改变电压控制水泵2输水能力。在实施水土流失监测前需给定本次监测的降雨强度，以便模拟当地发生频率较高的自然降雨，测定该雨强条件下的土壤侵蚀情况，使实验更具实际意义。通常根据已测定的电压-雨强关系曲线，由微处理器10和动力调节器9相结合控制降雨模拟单元的降雨量大小。具体地，根据率定的电压-雨强关系曲线查出监测雨强对应的电压，然后打开电子天平并清零，采用微处理器10调至所需电压值，待动力调节器9电压稳定后开始计测，直至得到监测对象土壤侵蚀模数为止，监测实验结束即关闭电源。本实施例便携式水土流失动态监测仪的自动化控制主要包括水沙数据自动采集软件和稳压调速软件，水沙数据自动采集软件可以将数码电子秤上承接的水沙重量实时传送到微处理器10上，然后形成包含实时数据和降雨时间的表格，并保存成excel形式，为数据运算和得出结论提供依据；稳压调速软件主要功能是通过微处理器10有针对的调节电压大�。锏叫枰慕涤昵慷龋芯刻囟ń涤昵慷认碌乃亮魇榭觯虼耍梢院苋菀椎耐ü欢细谋涞缪够竦貌煌昵浚Ｄ庾匀唤涤晏跫拢煌涤暝斐傻乃亮魇榭觯欢嗖庖亲远刂撇糠质迪至说缒圆僮鳎跎倭耸笛槿嗽笔侄骺厣璞傅奈蟛詈头痹樱� 更加方便和简单，同时数据科学准确，实验效率高。径流小区流失掉的水沙通过网槽板7和汇流槽被引至水沙量测器8，水沙量测器8 的重量通过自动采集数据的电子秤不断传输到微处理器10上，然后通过微处理器10运算分析软件上预设好的公式得到土壤侵蚀模数与降雨历时曲线，当曲线趋于稳定，不再发生波动，此时得到的数据即为实验小区在已知雨强下的土壤侵蚀模数。在使用本实施例的检测仪时，需要注意以下情形该检测仪需在无风或小风气候下使用；监测过程需按顺序和操作要求进行现场实时监测；输水管和降雨支架管件需垫好生胶带，用卡环上紧，防止漏水；水泵泵头部分监测前需先将侧管注满水，起到引流的作用； 每次监测使用完后需要按顺序拆卸设备仪器，清理干净设备污泥，延长设备使用寿命，合理归类储藏；对每次现场监测数据妥善储存与保管，便于后期对比分析。本实施例便携式水土流失动态监测仪可适用于无风或小风气候下的不同下垫面条件下，各类开发建设项目扰动地表区域的土壤侵蚀量动态监测及数据分析，很好地服务于水土保持各项野外监测监督任务，方便于水土保持工作人员开展实时监测监督，提高水土保持监测监督工作效率。由以上实施例可以看出，本发明实施例小型化，分段组装、可拆卸、可调节，占用空间�。子谛痪读餍∏罱ê氖倍蹋Ｄ饨涤甑ピ沧凹虮�、操作快捷；径流小区下游水沙数据自动采集处理，直接量测和计算土壤侵蚀模数，数据准确；可同时对单个或多个径流小区连续监测，实时计量，动态读取和存储数据；适用范围广，可广泛适用于土质、土石、植被覆盖等不同下垫面条件下，各类开发建设项目扰动地表区域的土壤侵蚀量动态监测及数据分析。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，包括径流小区，由围板在被测坡地上围绕形成；模拟降雨单元，设置在所述径流小区上方，用于模拟降雨；供水单元，与所述模拟降雨单元相连，为模拟降雨单元供水；水沙量测器，与所述径流小区相连，对径流小区流出的水沙进行计量；以及动力调节器和微处理器，所述动力调节器连接模拟降雨单元和供水单元，分别控制模拟降雨单元的降雨量大小和供水单元的供水启停，所述微处理器连接所述水沙量测器，对水沙量测器测得的水沙数据进行分析，获得被测坡地的水土流失状态。
2.如权利要求I所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述径流小区为四边形，所用围板包括位于被测坡地上游和两侧的不锈钢板，以及位于被测坡地下游的网槽板。
3.如权利要求2所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述网槽板的底部且位于所述径流小区的外侧，设置有汇流槽。
4.如权利要求3所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述汇流槽通过导流管与所述水沙量测器相连。
5.如权利要求I所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述模拟降雨单元包括支撑在地面上的立柱支架，设置在所述立柱支架顶端且与其垂直的降雨横杆；所述降雨横杆上设置有全角降雨喷头，所述全角降雨喷头位于所述径流小区上方。
6.如权利要求5所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述立柱支架和降雨横杆为相连通的中空管，所述供水单元与所述立柱支架下部相连。
7.如权利要求6所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述供水单元包括储水箱及与其相连的水泵，所述水泵通过输水管与所述立柱支架相连。
8.如权利要求7所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述储水箱与所述水泵通过输水管相连。
9.如权利要求5所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，所述立柱支架与降雨横杆之间可拆卸连接。
10.如权利要求2所述的便携式水土流失动态监测仪，其特征在于，形成所述径流小区的不锈钢板和网槽板之间可拆卸连接。
全文摘要
本发明公开了一种便携式水土流失动态监测仪，包括径流小区，由围板在被测坡地上围绕形成；模拟降雨单元，设置在径流小区上方，模拟降雨；供水单元，与模拟降雨单元相连，为其供水；水沙量测器，与径流小区相连，对径流小区流出的水沙进行计量；动力调节器，连接模拟降雨单元和供水单元，分别控制降雨量大小和供水启停；微处理器，连接水沙量测器，分析水沙量测器测得的水沙数据，以判断水土流失状态。本发明分段组装、可拆卸，占用空间�。子谛痪读餍∏罱ê氖倍蹋Ｄ饨涤甑ピ沧氨憬荩痪读餍∏呈菔凳辈杉恚坎夂图扑阃寥狼质茨Ｊ葑既罚挥τ霉惴海视糜诓煌蛲寥狼质戳慷嗖饧笆莘治�。
文档编号G01N33/24GK102590472SQ20121001953
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者舒安平 申请人:舒安平
专业数控铣床产品供应商
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