径流泥沙含量实时测量装置

发布时间：2019-04-29 10:54:57

任务来源：

技术领域：水土保持

技术来源：水利部公益性行业科研专项项目《黑土区坡耕地水土流失治理技术集成与示范》。

技术原理

径流泥沙自动测量系统主要是利用浑水密度的原理进行推导计算公式，利用传感器的实时测量原理，不间断数据采集，采用单片机将基础数据传输、运算、存储、显示，通过云服务器获得单一通道，获取数据测量结果，实现实时在线测量。

技术特色

（1）自动监测。为了适应野外无人值守的监测环境，该系统采用太阳能供电，不仅设计了低功耗运行模式，还设计了有效供电模式。当降雨量达到系统预先设定值（0.2mm）时，监测系统由待机状态切换至工作状态，并开始记录本场降雨的监测指标数据；在本次降雨结束后，按设定的延时时间切断电源。在系统工作中，无需考虑降雨时间问题，无论白昼还是黑夜，系统都能实现自动化监测。
（2）动态监测，记录场降雨的产流产沙整个过程。该测量系统实时获取测量单元的浑水重量、水位、放水次数及放水时间等数据，根据设定的数据存储时间间隔进行实时存储，每次降雨过程对每个测量单元形成一个文件，记录整场降雨过程的产流产沙过程。
（3）自动处理数据，无线上传。与系统配套的径流泥沙测量数据处理软件，可以对实时测量的数据进行自动处理，在同一时间坐标内显示径流量、泥沙量、降雨量、环境温湿度等指标，并汇总出本次降雨的径流总量、泥沙总量、降雨量及降雨强度等，还可以根据需要绘制出各项监测指标的过程曲线，形成标准的数据报表，根据要求还可将数据通过云服务器进行远程上传，实现实时在线得到测量结果，大大减少野外作业时间。

技术指标

（1）进水口最大流量：≤2.5L/s。
（2）泥沙颗粒直径：≤20mm，泥沙密度不限。
（3）允许最大测量误差：≤±10%。
（4）同时检测路数：≤8路。
（5）数据存储格式：.csv。
（6）测量方式：实时、自动。
（7）集流桶容积：0.2m³。
（8）软件运行环境：Windows XP、Windows7及以上。
（9）电源：交流220×（1±10%）V。
（10）单路功率：10W。
（11）数据采集时间间隔：20s～99s可调。
（12）数据获取方式：SD卡存储和云服务器远程下载。

应用范围及前景

该测量系统可适用于室内的土壤侵蚀模拟试验，以及野外径流小区产流产沙长期测量。
典型应用案例：
2014年以来，先后在北京、吉林、贵州、江西、广西等多地区进行了产品的推广应用，主要在北京门头沟水土保持示范园、吉林省东辽县杏木坡面径流场、吉林省伊通满族自治县刘家屯径流场、贵州省安顺市三股水坡面径流场、贵州省龙里羊鸡冲综合观测站、江西省奉新县中堡港坡面径流观测场、广西良庆区木棉麓径流场8处进行推广使用，观测小区共计28个，通过对径流泥沙自动监测系统的实际应用以及测试。该系统自动化程度较高，测量精度高于传统人工测量方法，操作简单，使用方便，完全可以取替传统的人工测量方法。通过推广应用，得到了同行业专家及使用单位的高度认可。

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崔海锋

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