水土保持监测设备选择与使用

在监测站点升级改造中水土保持监测设备选择与使用

 

2017年初,水利部出台《水利部关于加强水土保持监测工作的通知》(水保〔2017〕36号),要求各省市加强监测点水土流失监测,对监测站点进行标准化建设,未来要实现数据采集自动化、数据处理智能化。
目前,水土流失自动监测设备市场不够规范,产品标准化水平低,监测设备质量和使用效果良莠不齐
径流泥沙监测设备分为坡面径流小区的和小流域的。其中,坡面径流小区监测径流泥沙的设备按照自动化程度的高低可分为人工、半自动和自动监测三类。
人工进行坡面径流小区径流泥沙监测时,首先需要集流设施径流桶/池和分流桶/箱(图1),在径流桶和分流桶中人工观测。径流的观测通过测量径流桶/分流桶中的水深来得到的。

泥沙观测有搅拌取样、全剖面取样和分层取样三种方法。
搅拌取样是人工边搅拌,边取部分浑水样,测量其含沙量的方法(图2左)。该方法适用于水深小于30cm的情况。一旦桶内水深较大,就不易搅拌均匀,尤其当砾石多或泥沙含量大时,会导致测量误差大,严重低估含沙量。
全剖面采样器取样是将水下泥沙充分搅拌,然后将泥沙表面耙平后,用采样器采集全剖面浑水水柱样(图2右)。全剖面采样适用于水深大于30cm时。
分层取样是将表层清水被虹吸,人工弄平泥沙表面后测量泥沙厚度,然后搅拌取环刀样,测量其体积含水量。该方法适用于桶底淤积泥沙厚度大于30cm的情况。
半自动设备一般是径流采用全自动设备观测,浑水采样用设备自动进行,但含沙量测量需要人工进行。
径流的自动观测设备较多,按照测量原理有径流观测雷达水位计,超声波水位计、压力式水位计,翻斗流量计四种。
 前三种水位计式测流设备是通过水位观测来计算流量,然后得到径流量;翻斗流量计直接测量水流流量来计算径流量。

浑水样自动取样方法有两大类,
 
一种是分流取样时,连续取部分浑水样存于一个小规格的径流桶中,降雨结束后再人工采取浑水样测量含沙量,如美国的Coschocton采样轮,轮式含沙量采样器;
一种是分流取样时,浑水样按一定时间间隔分别存于1000ml左右的采样瓶中,降雨结束后人工测量各采样瓶中的浑水样含沙量,然后计算平均含沙量,如中科院东北地理与生态研究所研发的ZK-XYZ无动力水土流失过程自动观测装置(图5),但该设备使用条件比较严格。
根据径流、含沙量测量方法的组合,目前我国已采用的半自动径流泥沙监测设备组合有北京师范大学研发的翻斗流量计+B型轮式含沙量采样器、H测流槽+水位计+美国的Coschocton采样轮、中科院东北地理与生态研究所研发的ZK-XYZ无动力水土流失过程自动观测装置。



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| 发布时间:2019.12.07    来源:    查看次数:

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