一种用于计算雨量渗透系数的监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，包括内管、外管、雨量监测站、观测机构、控制器和通讯器，外管套设于内管的外侧，外管和内管同轴设置；外管和内管均竖向设置，外管的底端和内管的底端均插入地面；控制器分别电连接雨量监测站、观测机构和通讯器；雨量监测站设置于外管的外壁面，雨量监测站用于获取单次降雨量并发送至控制器；观测机构设置于内管的内壁面，观测机构用于获取内管内积水深度并发送至控制器；控制器用于根据单次降雨量和积水深度确定第一渗透系数，并通过通讯器将第一渗透系数发送至外部设备。本发明专利技术提出技术方案中实现全时段渗透系数监控，无需工作人员多次进入野外测量。次进入野外测量。次进入野外测量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于计算雨量渗透系数的监测装置


[0001]本专利技术涉及雨量数据监控
，特别涉及一种用于计算雨量渗透系数的监测装置。

技术介绍

[0002]雨量渗透系数是指雨水在地表或地下渗透的速度和能力，通常用于评估土壤和地下水资源的保护和管理。研究雨量渗透系数可以解决以下问题：
[0003]1、土壤侵蚀和水土流失。雨量渗透系数可以反映土壤的透水能力和稳定性，对于评估土地的水土流失和侵蚀风险具有重要意义。
[0004]2、洪涝灾害防治。研究雨量渗透系数可以帮助了解地表和地下水的变化规律，为防止洪涝灾害和减轻灾害损失提供科学依据。
[0005]3、地下水资源管理。雨量渗透系数对地下水的渗透和补给具有重要影响，研究其变化趋势和分布规律有助于合理利用和保护地下水资源。
[0006]4、农业灌溉和水资源利用。研究雨量渗透系数可以帮助农业决策者了解土壤和地下水的水分状况，为农业灌溉和水资源利用提供科学依据。
[0007]5、城市化进程中的水资源管理。城市化进程对水资源的需求日益增大，研究雨量渗透系数可以帮助城市规划者了解城市地下水资源的分布和供应能力，为城市化进程中的水资源管理提供科学依据。
[0008]总之，研究雨量渗透系数是一项重要的水文地质研究领域，对于地质环境评价、水资源管理和自然灾害防治等方面具有重要意义。现在在野外测量雨量渗透系数一般是使用双环法进行测量，双环法操作简单可以较准确的获得实验数据，但是每次测量都需要工作人员在目的地进行实地检测，由于进入野外区域的耗时较长，导致工作人员获取数据的耗时较长，无法快速获取雨量渗透系数。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的是提供一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，旨在解决工作人员获取数据的耗时较长，无法快速获取雨量渗透系数的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是：
[0011]一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，包括内管、外管、雨量监测站、观测机构、控制器和通讯器，所述外管套设于所述内管的外侧，所述外管和所述内管同轴设置，所述外管和所述内管间隔设置；所述外管和所述内管均竖向设置，所述外管的底端和所述内管的底端均插入地面；所述控制器分别电连接所述雨量监测站、所述观测机构和所述通讯器；所述雨量监测站设置于所述外管的外壁面，所述雨量监测站用于获取单次降雨量并发送至所述控制器；所述观测机构设置于所述内管的内壁面，所述观测机构用于获取内管内积水深度并发送至所述控制器；所述控制器用于根据单次降雨量和积水深度确定第一渗透系数，并通过所述通讯器将所述第一渗透系数发送至外部设备。
[0012]优选的，所述第一渗透系数的计算公式为：
[0013][0014]其中，α为第一渗透系数；p为单次降雨量，单位为毫米；∑p为总降雨量，单位为毫米；h为测量时间点的积水深度，且h＞0，单位为毫米；∑(p
‑
h)为总渗透量。
[0015]优选的，所述观测机构包括摄像器和深度刻度，所述深度刻度设置于所述内管的内壁面，所述深度刻度用于测量所述内管内积水的深度；所述摄像器设置于所述内管的内壁面，所述摄像器的拍摄方向正对对所述深度刻度设置，所述摄像器电连接所述控制器，所述摄像器用于获取第一积水图像并发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述第一积水图像确定所述第一深度，再根据所述第一深度确定所述积水深度。
[0016]优选的，所述内管的内壁面还设置升降机构和调整机构，所述调整机构驱动连接所述摄像器，所述调整机构用于调整所述摄像器的拍摄角度，以使所述摄像器俯视积水面获取所述第一积水图像；所述升降机构驱动连接所述调整机构，所述升降机构用于通过所述调整机构驱动所述摄像器竖向移动；所述控制器分别电连接所述升降机构和所述调整机构，所述控制器用于根据所述第一深度分别控制所述升降机构和所述调整机构，以使所述升降机构驱动所述摄像器移动至所述第一深度，所述调整机构驱动所述摄像器正视积水面获取第二积水图像；所述控制器还用于获取所述第二积水图像并确定第二深度，再根据所述第一深度和所述第二深度确定所述积水深度。
[0017]优选的，所述升降机构包括密封盒、电控滑座和轨道，所述轨道竖向设置于所述内管的内壁面，所述电控滑座和所述轨道滑动连接；所述摄像器和所述调整机构均设置于所述密封盒内，所述密封盒背离所述轨道的一侧，以及面向积水面的一侧均为透明侧板；所述控制器电连接所述电控滑座，所述控制器用于控制所述电控滑座驱动连接所述摄像器竖向升降，以使所述调整机构控制摄像器通过各透明侧板分别获取所述第一积水图像和所述第二积水图像。
[0018]优选的，所述密封盒面向积水面的一侧还设置液位检测器，所述控制器电连接所述液位检测器，所述控制器用于在所述摄像器获取所述第二积水图像时，控制所述液位检测器获取第三深度，以使所述控制器分别根据所述第一深度、所述第二深度和所述第三深度确定积水深度。
[0019]优选的，所述调整机构包括连接轴、安装座、电控伸缩杆、固定杆和连接杆，电控伸缩杆的其中一端连接所述密封盒靠近所述电控滑座的内壁，所述电控伸缩杆的输出端远离所述电控滑座设置，所述电控伸缩杆的伸缩路径垂直于所述轨道；所述连接轴设置于所述电控伸缩杆远离所述电控滑座的一端，所述连接轴转动连接所述密封盒，所述连接轴分别垂直于所述轨道和所述电控伸缩杆的伸缩路径；所述安装座设置于所述连接轴远离所述电控伸缩杆的一侧，所述摄像器设置于所述安装座；所述固定杆的其中一端连接所述连接轴，所述固定杆的另一端和所述连接杆的其中一端通过第一铰接轴铰接，所述连接杆的另一端和电控伸缩杆的输出端通过第二铰接轴铰接，所述连接轴分别平行于所述第一铰接轴和所述第二铰接轴；所述控制器电连接所述电控伸缩杆，所述控制器用于控制所述电控伸缩杆伸缩，以使所述电控伸缩杆依次通过所述连接杆和所述固定杆带动所述连接轴转动，从而驱动所述安装座带动所述摄像器转动。
[0020]优选的，所述内管的内侧还设置地中渗透仪，所述控制器电连接所述地中渗透仪，所述地中渗透仪用于埋入地面检测第二渗透系数并发送至所述控制器；所述控制器用于根据所述第一渗透系数和所述第二渗透系数确定实时渗透系数并通过所述通讯器发送至外部设备。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少具备以下有益效果：
[0022]内管和外管组成双环结构，再通过雨量监测站监测降雨量，观测机构实时观测积水深度，最后通过控制器计算并将第一渗透系数发送至外部设备(例如手机等)，实现全时段渗透系数监控，无需工作人员多次进入野外测量。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术用于计算雨量渗透系数的监测装置一实施例的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，其特征在于，包括内管、外管、雨量监测站、观测机构、控制器和通讯器，所述外管套设于所述内管的外侧，所述外管和所述内管同轴设置，所述外管和所述内管间隔设置；所述外管和所述内管均竖向设置，所述外管的底端和所述内管的底端均插入地面；所述控制器分别电连接所述雨量监测站、所述观测机构和所述通讯器；所述雨量监测站设置于所述外管的外壁面，所述雨量监测站用于获取单次降雨量并发送至所述控制器；所述观测机构设置于所述内管的内壁面，所述观测机构用于获取内管内积水深度并发送至所述控制器；所述控制器用于根据单次降雨量和积水深度确定第一渗透系数，并通过所述通讯器将所述第一渗透系数发送至外部设备。2.根据权利要求1所述的一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，其特征在于，所述第一渗透系数的计算公式为：其中，α为第一渗透系数；p为单次降雨量，单位为毫米；∑p为总降雨量，单位为毫米；h为测量时间点的积水深度，且h>0，单位为毫米；∑(p
‑
h)为总渗透量。3.根据权利要求1所述的一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，其特征在于，所述观测机构包括摄像器和深度刻度，所述深度刻度设置于所述内管的内壁面，所述深度刻度用于测量所述内管内积水的深度；所述摄像器设置于所述内管的内壁面，所述摄像器的拍摄方向正对对所述深度刻度设置，所述摄像器电连接所述控制器，所述摄像器用于获取第一积水图像并发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述第一积水图像确定所述第一深度，再根据所述第一深度确定所述积水深度。4.根据权利要求3所述的一种用于计算雨量渗透系数的监测装置，其特征在于，所述内管的内壁面还设置升降机构和调整机构，所述调整机构驱动连接所述摄像器，所述调整机构用于调整所述摄像器的拍摄角度，以使所述摄像器俯视积水面获取所述第一积水图像；所述升降机构驱动连接所述调整机构，所述升降机构用于通过所述调整机构驱动所述摄像器竖向移动；所述控制器分别电连接所述升降机构和所述调整机构，所述控制器用于根据所述第一深度分别控制所述升降机构和所述调整机构，以使所述升降机构驱动所述摄像器移动至所述第一深度，所述调整机构驱动所述摄像器正视积水面获取第二积水图像；所述控制器还用于获取所述第二积水图像并确定第二深度，再根据所述第一深度和所述第二深度确定所述积水深度。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓立伟，董好刚，杨帆，汪驰恒，蔡吴穹，袁东方，
申请(专利权)人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心，
类型：发明
国别省市：