地表徑流泥沙含量監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控農(nóng)田的水土流失情況，為農(nóng)民提供科學(xué)的種植管理和水土保持措施提供依據(jù)，幫助農(nóng)民了解土地狀況，合理安排農(nóng)事活動(dòng)，提高土地利用效率。環(huán)境保護(hù)評估和控制水土流失對生態(tài)環(huán)境的影響，促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，為生態(tài)環(huán)境評估提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)支撐。防災(zāi)減災(zāi)提供水土流失數(shù)據(jù)支持，幫助制定防洪、防旱和抗侵蝕的策略。林業(yè)和畜牧業(yè)在林地和草地中，評估森林和草原的水土保持功能，為林業(yè)和畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐。水土保持示范區(qū)監(jiān)測水土流失防治效果，為示范區(qū)的建設(shè)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

　一、產(chǎn)品簡介

地表徑流泥沙含量監(jiān)測系統(tǒng)主要是由工作管理/數(shù)據(jù)采集存儲主控機(jī)、含沙量測量傳感器、地表流量傳感器組件組成。由地表流量傳感器組件自動(dòng)測量地表流量，通過中心控制計(jì)算機(jī)軟件及參數(shù)設(shè)置計(jì)算隨時(shí)間變化的地表徑流流量，得到徑流流量的實(shí)時(shí)變化過程。含沙量測量傳感器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)徑流變化特征，在徑流垂直分布泥沙測量口，實(shí)時(shí)測量徑流含沙量。

　　通過工作管理/數(shù)據(jù)存儲軟件和主控機(jī)控制管理各個(gè)傳感器測量得到的泥沙含量、徑流量的過程數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，向管理監(jiān)測中心遠(yuǎn)程傳輸測量數(shù)據(jù)。

　　二、工作原理

　　采用工業(yè)控制級標(biāo)準(zhǔn)，含ARM處理器開發(fā)的智能控制管理、數(shù)據(jù)采集/存儲的控制器。系統(tǒng)可在太陽能電池支

　　持下工作。正常情況下，系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。在有降雨或徑流產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)上電啟動(dòng)，各傳感器開始工作，系統(tǒng)按照設(shè)定的工作要求測量、采集存儲傳感器數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自備硬盤，可以存儲大量數(shù)據(jù)。通過通訊口可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)向上位計(jì)算機(jī)機(jī)傳輸各傳感器測量結(jié)果。也可以應(yīng)上位計(jì)算機(jī)的要求，向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送存或清除存儲的數(shù)據(jù)。上位計(jì)算機(jī)可以顯示轉(zhuǎn)換后的泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數(shù)據(jù)和下載的歷史記錄數(shù)據(jù)。并可以生成Excel表格。、

　　三、設(shè)備維修及保養(yǎng)

　　降水經(jīng)過收集后進(jìn)入集水箱，達(dá)到一定水位后經(jīng)過流量計(jì)與放水閥1流入漏斗，待漏斗里面的水集滿后再經(jīng)放水閥2流出，當(dāng)降水量過大時(shí)，水從溢流閥流出，因此該徑流儀需要定期檢查維護(hù)與保養(yǎng)確保水路通暢，保養(yǎng)內(nèi)容如下：

　　1.使用前確保零件齊全，螺釘擰緊，預(yù)防運(yùn)輸安裝過程中造成螺絲松動(dòng)而造成設(shè)備異常;

　　2.定期拆開集水箱，擰出徑流儀頂部四顆安裝螺絲即可拆下集水箱，檢查里面是否有泥沙、雜質(zhì)等，若含有較多泥沙雜質(zhì)，可卸下溢流閥并加水沖洗干凈，建議每半年一次;

　　3.當(dāng)發(fā)現(xiàn)通過放水閥的水流減少甚至不通水時(shí)，拔掉與放水閥1、2連接的電線，擰出放水閥，清理放水閥里面的雜質(zhì);然后安裝回原樣;

　　4.盡量保持設(shè)備內(nèi)部清潔，稱重部分不得堆積雜物，泥沙等，若有請及時(shí)清理。

　　四、技術(shù)參數(shù)

　　泥沙含量 0.5—100千克/立方米<5%

　　0.8—200千克/立方米<10%

　　當(dāng)前流量 0.1升/秒～99999.99米/小時(shí)<5%

　　徑流流量 3—2400毫升/秒<3%

　　采樣頻率 1—10分鐘

　　工作溫度 0(不結(jié)冰)—60度

　　使用壽命 5年

　　功率 5瓦

　　一、 設(shè)備介紹

　　水土流失自動(dòng)監(jiān)測儀主要是由工作管理/數(shù)據(jù)主控機(jī)、含沙量測 量傳感器、地表流量傳感器組件、雨量計(jì)組成。由雨量計(jì)測量降雨強(qiáng)度及其 隨時(shí)間的變化和總的降雨量與降雨歷時(shí)。地表流量傳感器組件自動(dòng)測量地表 流量，通過中心控制計(jì)算機(jī)軟件及參數(shù)設(shè)置計(jì)算隨時(shí)間變化的地表徑流流量， 得到徑流流量的實(shí)時(shí)變化過程。含沙量測量傳感器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 根據(jù)雨量/ 徑流變化特征，在徑流垂直分布泥沙測量口，實(shí)時(shí)測量徑流含沙量。

　　通過工作管理/數(shù)據(jù)存儲軟件和主控機(jī)控制管理各個(gè)傳感器測量得到的 泥沙含量、徑流量、降雨量的過程數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，向管理監(jiān)測中心 遠(yuǎn)程傳輸測量數(shù)據(jù)。

　　(1)電源接口：輸入DC12V電源;

　　(2)RS232接口：可以連接通訊設(shè)備或用于升級程序;

　　(3)連接線定義：泥沙量檢測傳感器4芯線纜連接數(shù)據(jù)主控機(jī)

　　1腳：紅色 12V，2腳：藍(lán)色 0V，3腳：綠色 485A，4腳：黃色485B

　　(4)SIM卡：插入SIM卡連接網(wǎng)絡(luò);

　　(5)天線：4G天線;

　　1.4.2泥沙含量傳感器

　　1、泥沙含量傳感器工作流程

　　地表水體由 A1 進(jìn)入管道，經(jīng) A2 流出并推動(dòng)流量傳感器，部分水體從 A3 排出,處理器 C 根據(jù)流量傳感器得到的流速經(jīng)過計(jì)算得出實(shí)時(shí)流量， B1 采 集到地表水體送入稱重傳感器,傳感器 D 把收集到的數(shù)據(jù)送給處理器 C 經(jīng)處 理后得到泥沙含量,得到數(shù)據(jù)后傳感器 D 把內(nèi)部樣品由 B2 排出為下次采樣做

　　好準(zhǔn)備。處理器 C 通過 485 或串口輸出外部設(shè)備。

　　泥沙含量采集儀的3D結(jié)構(gòu)圖

　　注： 1、地表徑流管 2、采樣管 3、流量傳感器 4、采樣管電磁閥 5、樣品槽 6、液位

　　保持器 7、液位傳感器 8、樣品槽支架 9、泄水電磁閥 10、排水管

　　2 、泥沙含量傳感器功能

　　(1) 可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對多路徑流泥沙含量及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)測量、數(shù)據(jù)傳輸 及數(shù)據(jù)分析處理;

　　(2)全天候無人值守，自動(dòng)測量存儲數(shù)據(jù);

　　(3)工作管理數(shù)據(jù)采集存儲主控機(jī)可本地存儲大量數(shù)據(jù)，可在現(xiàn)場通過 R232 接口下載數(shù)據(jù);

　　(4) 具有在上位機(jī)上在線實(shí)時(shí)監(jiān)測， 顯示各測量參數(shù)動(dòng)態(tài)過程及曲線， 歷史 數(shù)據(jù)下載功能;

　　(5)可現(xiàn)場在數(shù)據(jù)管理主控機(jī)上自由設(shè)置采樣頻率及調(diào)校時(shí)鐘;

　　(6)穩(wěn)定性好，傳感器自主研發(fā)精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)

　　二、系統(tǒng)參數(shù)及性能

　　2.1系統(tǒng)參數(shù)

　　(1)含沙量測量：采樣間隔1—99分鐘;

　　泥沙含量： 0.5— 100千克/立方米，相對誤差小于5%;

　　0.8—200千克/立方米，相對誤差小于10% ;

　　泥沙含量靈敏度： 0.5千克/立方米。

　　(2)地表流量傳感器

　　測量范圍： 0.1升/秒~99999.99米/小時(shí);

　　累計(jì)流量： 4290000000.00立方米，測量誤差小于5%。

　　(3) 雨量測量精度： 0.2毫米;

　　雨強(qiáng)測量范圍： 0—280毫米/小時(shí)。

　　(4)徑流流量： 3—2400毫升/秒，相對誤差小于3% 。

　　(5)采樣頻率： 1— 10分鐘。

　　(6)功率：35瓦。

　　(7)應(yīng)用溫度范圍：

　　存放： -40—80度;

　　工作： 0(不結(jié)冰)—60度。

　　(8)儀器整機(jī)(含各傳感器)工作壽命：大于5年。

　　2.2 系統(tǒng)性能

　　(1)對水土流失(徑流場)全天候無人值守，自動(dòng)測量存儲數(shù)據(jù)：徑流量、 徑流含沙量、降雨量;

　　(2)供電：AC22V或DC12V,太陽能供電;

　　(3)水土流失自動(dòng)監(jiān)測站工作管理數(shù)據(jù)采集存儲主控機(jī)可本地存儲大量數(shù)

　　據(jù)，可在現(xiàn)場通過 RS232 接口下載數(shù)據(jù);或在有遠(yuǎn)程請求時(shí)通過 GSM 向管理 中心傳輸數(shù)據(jù); (4)如選用太陽能供電，平時(shí)無降雨或徑流時(shí)常規(guī)狀態(tài)為省電休眠狀態(tài);

　　(5)具有在上位計(jì)算機(jī)上在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、顯示各測量參數(shù)動(dòng)態(tài)過程及曲線、 歷史數(shù)據(jù)下載功能;

　　(6)可現(xiàn)場在數(shù)據(jù)管理主控機(jī)上自由設(shè)置采樣頻率及調(diào)校時(shí)鐘，采樣間隔;

　　(7) 中心控制計(jì)算機(jī)軟件可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)繪制雨強(qiáng)、徑流、泥沙含量 的曲線，并能制成 EXCEL 表格，計(jì)算出降雨量最大最小值、場次、徑流量、 入滲量、水土流失量等