圩垸农田面源污染主要水过程监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置及方法，该装置包括适于安装在农田圩垸的排水口处的排水监测装置、适于安装在农田圩垸的灌溉水口的第一水量传感器及适于设置在农田圩垸的作物区内的雨量监测器，排水监测装置包括容置腔及设置在容置腔内的若干个第二水量传感器；容置腔的一个侧壁上开设有进水口，各个第二水量传感器呈阵列排布，且各个第二水量传感器的中心轴与进水口的进水方向平行。本发明专利技术可以实现对主要水过程‑排水量、降雨量和灌溉水量的监测，而且相对于现有技术提高主要水过程的监测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农田面源污染
，尤其是涉及一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置及方法。
技术介绍
我国农田面源污染已成为环境污染的主要来源之一，农田氮磷流失作为农田面源污的一种重要形式，而农田水量循环监测是农田氮磷流失监测中重要工作之一。圩垸指四周有圩堤围护，内有灌排系统的农业区。圩堤将农田与外水隔开，通过灌排渠系及操纵圩堤上的水闸以调节内水和外水的进出。农田圩垸的主要水过程包括排水、降水、灌溉水，主要水过程监测即是指对排水、降水、灌溉水的监测。排水监测是针对农田地表径流排水从田间到末级排水沟道汇流进入排水支沟的过程进行监测。目前，排水监测主要采用大口径流量计法，但是大口径流量计法存在以下问题：农田排水具有较大变幅，并且以小流量排放为主。而大口径流量计法的监测精度较低，无法在小流量时监测到圩垸排水，因此具有较大误差。目前的灌溉水监测主要是通过估测或者采用普通水表测量，容易产生农田地下淋溶灌溉水量的计量误差容易产生农田地下淋溶灌溉水量的计量误差、人工读数误差以及监测不及时等问题带来的灌溉水量监测误差。目前的降水监测主要通过使用监测点所在区县气象站或雨量站的降水量替代法，或者采用人工监测记录的方法。由于大部分监测点与区县降水量监测点相距较远，具有较大空间差异，使用所在区县降水量替代法，容易产生较大的降水量数据误差；由于很多农田地下淋溶监测点位于远村落地区，采用人工监测法，容易产生农田降水量监测不及时、计量误差以及人工读数误差等问题带来的降水
量监测误差。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术提供一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置及方法，可以提高农田圩垸的主要水过程监测精度。第一方面，本专利技术提供的圩垸农田面源污染主要水过程监测装置包括适于安装在农田圩垸的排水口处的排水监测装置、适于安装在农田圩垸的灌溉水口的第一水量传感器及适于设置在农田圩垸的作物区内的雨量监测器，其中：所述排水监测装置包括容置腔及设置在所述容置腔内的若干个第二水量传感器；所述容置腔的一个侧壁上开设有进水口，各个第二水量传感器呈阵列排布，且各个第二水量传感器的中心轴与所述进水口的进水方向平行。可选的，该主要水过程监测装置还包括无线传输模块和远程监控平台，其中：所述无线传输模块，与所述第一水量传感器、所述排水监测装置中的各个第二水量传感器及所述雨量监测器连接，用于将所述第一水量传感器检测到的灌溉水量、各个第二水量传感器检测到的水量值及所述雨量监测器检测到的降雨量发送至所述远程监控平台；所述远程监控平台，用于接收所述无线传输模块发送的数据，根据各个第二水量传感器检测到的水量值确定所述农田圩垸的排水量，并对所述排水量、所述第一水量传感器检测到的灌溉水量及所述雨量监测器检测到的降雨量进行展示。可选的，该主要水过程监测装置还包括：太阳能供电模块，与所述第一水量传感器、各个第二传感器连接，用于为所述第一水量传感器和各个第二传感器提供电能。可选的，所述容置腔的顶壁上开设有通孔，所述通孔用于穿设所述无线传输模块与各个第二水量传感器之间的信号线，和/或，所述
太阳能供电模块与各个第二水量传感器之间的电源线。可选的，所述容置腔的顶壁与侧壁之间活动连接。可选的，所述容置腔的材质为铝。第二方面，本专利技术提供的圩垸农田面源污染主要水过程监测装置的安装方法包括：在农田圩垸的每一个排水口设置一个上述的排水监测装置，且每一排水口处设置的排水监测装置的进水口与该排水口位置对应；在农田圩垸的灌溉水口设置第一水量传感器；在农田圩垸的作物区内设置雨量监测器。可选的，该方法还包括：将所述第一水量传感器和所述排水监测装置中的各个第二传感器与上述无线传输模块连接，并将所述无线传输模块的数据传输频率设置为预设频率。可选的，该方法还包括：将所述第一水量传感器和所述排水监测装置中的各个第二传感器与上述太阳能供电模块连接。本专利技术提供的圩垸农田面源污染主要水过程监测装置及方法中，采用第一水量传感器对灌溉水进行监测，相对于现有技术中通过估测或者通过普通水表进行测量的方式，能够减小灌溉水的监测误差。而且，采用雨量监测器相对于现有技术中采用区县气象站或雨量站的降水替代法或人工监测记录法，可以避免由于监测不及时、计量误差、人工读数误差等问题，提高监测精度。还有，本专利技术采用排水监测装置监测排水口的排水量，在容置腔中设置若干个水量传感器，且各个水量传感器的中心轴与进水口的进水方向平行，当将进水口与排水口相对设置时，若排水口的流量较小，则只有位于较低位处的水量传感器能检测到水量；若排水口的流量较大，则容置腔内较低和较高位置处的水量传感器都检测到水量；因此不管排水口流量的大小，根据容
置腔内各个水量传感器输出的水量，就可以确定容置腔内的水位，进而确定排水口的排水量。可见相对于现有技术中采用大口径流量计法，流量监测的精度较高，而且能够在小流量时监测到圩垸排水。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了本专利技术一实施例中主要水过程监测装置的结构示意图；图2示出了本专利技术一实施例中排水监测模块的结构示意图；图3示出了本专利技术一实施例中排水监测模块的内部示意图；附图标记说明：1-容置腔；2-进水口；3-第二水量传感器。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提供一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置，如图1、2、3所示，该装置包括适于安装在农田圩垸的排水口处的排水监测装置、适于安装在农田圩垸的灌溉水口的第一水量传感器及适于设置在农田圩垸的作物区内的雨量监测器，其中：排水监测装置包括容置腔1及设置在容置腔1内的若干个第二水量传感器3；容置腔1的一个侧壁上开设有进水口2，各个第二水量传感器3呈阵列排布，且各个第二水量传感器3的中心轴与进水口2的进
水方向平行。本专利技术提供的主要水过程监测装置中，采用第一水量传感器对灌溉水进行监测，相对于现有技术中通过估测或者通过普通水表进行测量的方式，能够减小灌溉水的监测误差。而且，采用雨量监测器相对于现有技术中采用区县气象站或雨量站的降水替代法或人工监测记录法，可以避免由于监测不及时、计量误差、人工读数误差等问题，提高监测精度。还有，本专利技术采用排水监测装置监测排水口的排水量，在容置腔1中设置若干个水量传感器，且各个水量传感器的中心轴与进水口2的进水方向平行，当将进水口2与排水口相对设置时，若排水口的流量较小，则只有位于较低位处的水量传感器能检测到水量；若排水口的流量较大，则容置腔1内较低和较高位置处的水量传感器都检测到水量；因此不管排水口流量的大小，根据容置腔1内各个水量传感器输出的水量，就可以确定容置腔1内的水位，进而确定排水口的排水量。可见相对于现有技术中采用大口径流量计法，流量监测的精度较高，而且能够在小流量时监测到圩垸排水。在具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置，其特征在于，包括适于安装在农田圩垸的排水口处的排水监测装置、适于安装在农田圩垸的灌溉水口的第一水量传感器及适于设置在农田圩垸的作物区内的雨量监测器，其中：所述排水监测装置包括容置腔及设置在所述容置腔内的若干个第二水量传感器；所述容置腔的一个侧壁上开设有进水口，各个第二水量传感器呈阵列排布，且各个第二水量传感器的中心轴与所述进水口的进水方向平行。

【技术特征摘要】
1.一种圩垸农田面源污染主要水过程监测装置，其特征在于，包括适于安装在农田圩垸的排水口处的排水监测装置、适于安装在农田圩垸的灌溉水口的第一水量传感器及适于设置在农田圩垸的作物区内的雨量监测器，其中：所述排水监测装置包括容置腔及设置在所述容置腔内的若干个第二水量传感器；所述容置腔的一个侧壁上开设有进水口，各个第二水量传感器呈阵列排布，且各个第二水量传感器的中心轴与所述进水口的进水方向平行。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括无线传输模块和远程监控平台，其中：所述无线传输模块，与所述第一水量传感器、所述排水监测装置中的各个第二水量传感器及所述雨量监测器连接，用于将所述第一水量传感器检测到的灌溉水量、各个第二水量传感器检测到的水量值及所述雨量监测器检测到的降雨量发送至所述远程监控平台；所述远程监控平台，用于接收所述无线传输模块发送的数据，根据各个第二水量传感器检测到的水量值确定所述农田圩垸的排水量，并对所述排水量、所述第一水量传感器检测到的灌溉水量及所述雨量监测器检测到的降雨量进行展示。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：太阳能供电模块，与所述第一水量传感器、各个第二传感器连接，用于为所述第一水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏斌，刘申，翟丽梅，雷秋良，王洪媛，武淑霞，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11