一种径流泥沙实时自动测量装置及测量方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-01-15 10:38:38
本发明提供了一种径流泥沙实时自动测量装置及测量方法,支架壳体内安装有计量秤,计量秤上安装有采样器,采样器的顶端与进样口分离,采样器的底端设置有排样口,采样器的外侧壁上还设置有标定采样器体积的溢流口;进样口上安装有进样阀门,进样阀门通过进样阀门控制电机驱动,排样口上安装有排样阀门,排样阀门通过排样阀门控制电机驱动;进样口内安装有第一流体传感器,溢流口内安装有第二流体传感器;通过PLC控制器控制整个测量装置进行自启动、自休眠和自动化重复测量。本发明的测量装置可在野外径流小区和流域卡口站条件下实时自动连续测量径流量和泥沙含量,减少人工测量的劳动力耗费。本发明的测量装置和方法能够保证测量结果的精准性。
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于,提供一种径流泥沙实时自动测量装置及测量方法,解决野外环境下,径流泥沙测量过程中尚未实现实时自动精准测量的问题。为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案予以实现:一种径流泥沙实时自动测量装置,包括支架壳体,支架壳体的顶面上固定安装有进样口,支架壳体内安装有计量秤,计量秤上安装有采样器,采样器的顶端与进样口分离,使得计量秤不计量进样口的重量,采样器的底端设置有排样口,采样器的外侧壁上还设置有标定采样器体积的溢流口;
水土流失是陆地水循环的重要环节,其不仅影响生态系统的水环境,而且关乎江河安全、生态安全、水土资源保育与永续利用。中国科学院生态研究网络(CERN)、国家生态观测研究网络、国家水文测量站网、科教机构的野外站点都将径流泥沙观测列为重要的观测指标。水利部制定的全国水土保持信息化规划(2013~2020年)将“国家级水土保持测量点升级”列为重点建设项目。拟“开展测量点数据采集智能化升级,在全国水土保持测量网络建设的738个水土保持测量点中,选择30-50个水土保持测量点,配置自动化测量采集设施设备,建成国家级水土保持测量网。”
目前,只有流域把口站的径流量实现了自动观测,而径流场的径流量、泥沙含量和把口站的泥沙含量观测国内外还没有实用的实时自动观测装置。而人工观测的人为影响大,且有人身安全隐患。
建立信息化环境下的径流泥沙实时自动观测、传输、管理和共享,获得记录水土流失发生、发展的过程数据,不仅是生态过程科学研究、水土保持科技发展的需要,也是运用现代先进技术升级改造水土流失测量方法,提升径流泥沙数据获取科技水平的需要。
西北农林科技大学地处中华农耕文明发祥地、国家级农业高新技术产业示范区——陕西杨凌,是教育部直属、国家“985工程”和“211工程”重点建设高校,首批入选国家“世界一流大学和一流学科”建设高校,2022年入选国家第二轮“双一流”建设高校,2个学科入选“双一流”建设学科。
本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
本发明的测量装置可在野外环境下实时自动测量,减少人工测量的劳动力耗费,并且能够对径流中的泥沙含量进行长期监测。本发明的测量装置主要用于提升野外径流小区和流域卡口站径流泥沙测量的自动化水平,增强样品实时在线分析处理的准确度,降低劳动强度。测量原理和技术方法是通过将测量装置安放在径流小区或流域卡口站的汇流口处,通过全自动感应收集径流样品,设定测量装置的工作参数,通过定体积称重法测量出样品采集器内样品的重量,通过测量软件求解径流样品中水和泥沙的分量,进而计算径流量和泥沙含量,并将数据进行储存和远程传送。
本发明的测量装置和方法能够保证测量结果的精准性,相对误差波动范围0.6-14.0%,均值为4.2%,低含沙量(2-10kg/m3)相对误差为7.0%;中含沙量(20-90kg/m3)相对误差为3.1%;高含沙量(100-300kg/m3)相对误差为2.99%。测量值和理论值相关系数高达99.7%,相对误差>10%仅占3.7%。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,希望具备此项技术研发的技术方,能够承接此项目。