一种地下水位监测装置及胡杨林断根孽新需水预报预警方法制造方法及图纸

一种地下水位监测装置及胡杨林断根孽新需水预报预警方法，监测装置包括在监测区域沿地面向下开挖的地下水监测井，地下水监测井的底部设有均匀分布的透水孔，透水孔及其下方的井壁先通过一层土工布包裹，再由内向外依次通过细砂、中砂、粗砂进行包裹；地下水监测井当中放入能够监测水位变化信号的投入式液位变送器，投入式液位变送器连接数据采集模块，数据采集模块通过GPRS无线传输模块将数据传输至环境监测云平台，环境监测云平台以短信的形式将胡杨林断根孽新需水情况发送至移动设备。本发明专利技术能够准确评价地下水位变化对胡杨断根孽新的影响，地下水位监测与预报预警结合，通过移动设备即可及时掌握胡杨林断根孽新需水评价结果。

A Groundwater Level Monitoring Device and New Water Demand Forecasting and Early Warning Method for Root-breaking of Populus euphratica Forest

【技术实现步骤摘要】
一种地下水位监测装置及胡杨林断根孽新需水预报预警方法
本专利技术属于胡杨林需水监测领域，具体涉及一种地下水位监测装置及胡杨林断根孽新需水预报预警方法，重点针对极端干旱荒漠条件下进行地下水位监测，促进胡杨的断根孽新。
技术介绍
塔里木河流域处于我国西北干旱地区，降雨稀少，气候干燥。在人类活动的影响下，塔里木河流域盐碱化加重，下游河道断流，以胡杨为主的天然植被衰败，致使生态环境日益恶化。近几年来，为了有效地减少胡杨林的衰退，胡杨林的更新复壮越来越受到广泛关注，在塔里木河流域极干旱、降雨稀少等严峻自然条件下，胡杨种子繁殖的情况是有限的，根蘖繁殖则是普遍的。地下水的埋深对胡杨林的断根孽新有着重要的影响，经相关文献表明，胡杨断根孽新选择在地下水埋深在2～3m，有利于根孽萌发成苗，促进天然胡杨的更新复壮。在现有技术中，通过远程无线设备实时的监测地下水位变化，采用简易的方法为工程实践提供有效数据，目前已有的地下水位监测装置携带、安装不便，而且存在供电系统可能因电量不足造成设备停止工作的隐患，更达不到可以预警预报的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种地下水位监测装置及胡杨林断根孽新需水预报预警方法，实现胡杨断根孽新需水的全自动预报预警，实时、快速、准确、全程地监测胡杨断根孽新中地下水水位的情况，从而满足断根孽新的最佳地下水位。为了实现上述目的，本专利技术的地下水位监测装置包括在监测区域沿地面向下开挖的地下水监测井，地下水监测井的底部设有均匀分布的透水孔，透水孔及其下方的监测井侧壁先通过一层土工布包裹，再由内向外依次通过细砂、中砂、粗砂进行包裹；地下水监测井当中放入能够监测水位变化信号的投入式液位变送器，投入式液位变送器连接数据采集模块，数据采集模块通过GPRS无线传输模块将数据传输至环境监测云平台，环境监测云平台能够以短信的形式将胡杨林断根孽新需水情况发送至移动设备。所述的数据采集模块通过太阳能电池板进行供电，太阳能电池板通过三脚架支撑固定在地面上方，太阳能电池板经过太阳能电池板控制器分别连接锂电池和数据采集模块。所述的数据采集模块、锂电池以及太阳能电池板控制器通过不锈钢保护箱进行封闭。所述的三脚架由不锈钢钢管制成，包括支杆和拉杆。将6根支杆两两拼接作为3个支腿，再将1根支杆作为中间支杆，将3根拉杆分别铰接在中间支杆与作为支腿的支杆之间，并将1根拉杆作为中间拉杆与中间支杆平行设置，中间拉杆连接3根拉杆与中间支杆的铰接点，中间拉杆与中间支杆配合，由三脚架的顶部向下连接不锈钢保护箱；所述的支杆上开设伸缩孔，拼接点之间通过螺丝连接固定，3根拉杆的铰接点处于同一个高度，且分别连接支腿上部的支杆以及中间支杆的下部。不锈钢保护箱由钢索卡扣经钢丝保险索连接在中间支杆底端。作为支腿的支杆均与地面呈45°的夹角，并且支腿下部的支杆通过螺栓与地面进行连接。本专利技术的胡杨林断根孽新需水预报预警方法，包括以下步骤：步骤一、将投入式液位变送器放入到地下水监测井中，通过投入式液位变送器实时监测地下水的水位变化信号，同时将信号上传至外部的数据采集模块；步骤二、采集到的数据由GPRS无线传输模块上传至环境监测云平台；步骤三、环境监测云平台将接收到的数据与GPRS流量模块中的预设数据进行对比，设置数据包括两个水位，以胡杨林根孽苗不同生长情况下的地下水位为划分依据，正常生长水位即胡杨林断孽新的最优水位以及预警临界水位即胡杨林断根孽新的最低水位；步骤四、依据胡杨林断根孽新需水评价体系，环境监测云平台在规定时间间隔内向预留号码的移动设备发送预警预报信号，在不同的地下水位区间内，发送不同的预警预报信号。所述的步骤三向GPRS流量模块发送设置短信完成数据设置。所述的步骤四向数据采集模块中的GPRS流量模块发送设置短信完成时间间隔的设置。所述的步骤三通过选点和采样获取正常生长水位以及预警临界水位，首先在塔里木河流域选择胡杨林根孽苗不同生长情况的位置作为观测样方地；然后在各实验点实地获取地下水的水位数据；经过实地调查选取测定若干组胡杨根孽苗生长良好的地下水位数据、若干组胡杨根孽苗生长较差的地下水位数据以及若干组胡杨断根不会孽新的地下水位数据。经实测数据与文献确定2m、3m分别为塔里木河流域胡杨断根孽新的正常生长水位和预警临界水位；地下水的水位不低于正常生长水位时是胡杨根孽苗生长良好段，地下的水位低于预警临界水位时为危及胡杨根孽苗生长段，正常生长水位和预警临界水位之间为胡杨根孽苗生长较好段。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：首先实地收集数据，确保了数据的精确性，同时为预警预报方法提供了数据，在胡杨林选取根孽苗不同生长情况的区域作为采样点，实地采集获取胡杨林根孽苗不同生长情况下的地下水水位资料，采样方式和数据处理过程科学。胡杨林断根孽新需水评价体系建立合理，能够准确评价地下水水位波动对胡杨断根孽更新的影响，以实地采集的正常生长水位和预警临界水位作为划分依据，将评价体系分成两层，即根孽更新正常生需水和危及根孽更新。将地下水监测装置和胡杨林断根孽新需水评价体系结合，环境云监测平台收集的数据和临界水位结合，就能够通过移动设备及时掌握胡杨林断根孽新需水评价结果，从而通过调节满足胡杨林断根孽新的最佳地下水位。附图说明图1本专利技术地下水位监测装置的整体结构示意图；图2太阳能电池供电系统连接关系示意图；图3本专利技术三脚架及不锈钢保护箱的结构示意图；图4本专利技术投入式液位变送器与数据采集模块的结构示意图；图5本专利技术胡杨林断根孽新需水预报预警方法流程图；附图中：1-投入式液位变送器；2-地下水监测井；3-三脚架；3-1.支杆；3-2.拉杆；3-3.螺丝；3-4.钢索卡扣；3-5.钢丝保险索；3-6.螺栓；3-7.伸缩孔；3-8.挂钩；4-太阳能电池板；5-不锈钢保护箱；6-数据采集模块；6-1.GPRS无线传输模块；6-2.GPRS流量模块；6-3.外置吸盘天线接口；6-4.投入式液位变送器接口；6-5.外置吸盘天线；7-锂电池；8-太阳能电池板控制器；9-井壁；10-砂层；11-透水孔；12-同轴电缆。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1，本专利技术的水位监测装置包括用于监测地下水水位变化信号的投入式液位变送器1，投入式液位变送器1放置于地下水监测井2中，投入式液位变送器1连接数据采集模块6，数据采集模块6通过GPRS无线传输模块6-1将数据传输至环境监测云平台。经过数据处理，环境监测云平台向移动设备发送短信，完成对胡杨林断根孽新需水情况的预报预警。本专利技术采用太阳能供电系统对数据采集模块6供电，太阳能电池板4连接太阳能电池板控制器8分别再接8000MAH的锂电池7和数据采集模块6，完成供电。太阳能电池板4通过挂钩3-8和中间支杆3-1固定于三脚架3的中部，将太阳能电池板控制器8、8000MAH的锂电池7、和数据采集模块6放置于三脚架下方不锈钢保护箱5中，防止风化腐蚀。参见图2、图4，投入式液位变送器1通过同轴电缆12与数据采集模块6，太阳能电池板4、太阳能电池板控制器8、锂电池7和数据采集模块6均用导线连接。数据采集模块6包括GPRS流量模块6-2、外置吸盘天线接口6-3、同轴电缆接口6-4和GPRS无线传输模块6-1。投入式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下水位监测装置，其特征在于：包括在监测区域沿地面向下开挖的地下水监测井(2)，地下水监测井(2)的底部设有均匀分布的透水孔(11)，透水孔(11)及其下方的井壁(9)先通过一层土工布包裹，再由内向外依次通过细砂、中砂、粗砂进行包裹；地下水监测井(2)当中放入能够监测水位变化信号的投入式液位变送器(1)，投入式液位变送器(1)连接数据采集模块(6)，数据采集模块(6)通过GPRS无线传输模块(6‑1)将数据传输至环境监测云平台，环境监测云平台以短信的形式将胡杨林断根孽新需水情况发送至移动设备。

【技术特征摘要】
1.一种地下水位监测装置，其特征在于：包括在监测区域沿地面向下开挖的地下水监测井(2)，地下水监测井(2)的底部设有均匀分布的透水孔(11)，透水孔(11)及其下方的井壁(9)先通过一层土工布包裹，再由内向外依次通过细砂、中砂、粗砂进行包裹；地下水监测井(2)当中放入能够监测水位变化信号的投入式液位变送器(1)，投入式液位变送器(1)连接数据采集模块(6)，数据采集模块(6)通过GPRS无线传输模块(6-1)将数据传输至环境监测云平台，环境监测云平台以短信的形式将胡杨林断根孽新需水情况发送至移动设备。2.根据权利要求1所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述的数据采集模块(6)通过太阳能电池板(4)进行供电，太阳能电池板(4)通过三脚架(3)支撑固定在地面上方，太阳能电池板(4)经过太阳能电池板控制器(8)分别连接锂电池(7)和数据采集模块(6)。3.根据权利要求2所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述的数据采集模块(6)、锂电池(7)以及太阳能电池板控制器(8)通过不锈钢保护箱(5)进行封闭。4.根据权利要求3所述的地下水位监测装置，其特征在于：三脚架(3)由不锈钢钢管制成，包括支杆(3-1)和拉杆(3-2)，将6根支杆(3-1)两两拼接作为3个支腿，再将1根支杆(3-1)作为中间支杆，将3根拉杆(3-2)分别铰接在中间支杆与作为支腿的支杆(3-1)之间，并将1根拉杆(3-2)作为中间拉杆与中间支杆平行设置，中间拉杆连接3根拉杆(3-2)与中间支杆的铰接点，中间拉杆与中间支杆配合，由三脚架(3)的顶部向下连接不锈钢保护箱(5)；所述的支杆(3-1)上开设伸缩孔(3-7)，拼接点之间通过螺丝(3-3)连接固定，3根拉杆(3-2)的铰接点处于同一个高度，且分别连接支腿上部的支杆以及中间支杆的下部。5.根据权利要求4所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述的不锈钢保护箱(5)由钢索卡扣(3-4)经钢丝保险索(3-5)连接在中间支杆底端。6.根据权利要求4所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述作为支腿的支杆(3-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍艾迪，杜伟宏，管文轲，黄志凯，杨磊，吴天忠，韦红，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61