[发明专利]农田面源污染地表径流主要水过程监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农田面源污染监测技术领域，尤其涉及一种农田面源污染地表径流主要水过程监测装置及方法。

背景技术

目前，农田养分流失进入环境已经造成了地表水富营养化、地下水硝酸盐超标、农田生产能力降低、生态环境质量下降等众多问题。保护水体水质安全，减少农田污染物向水体的迁移势在必行，而只有通过农田面源污染监测，明确其不同条件下的发生过程及发展特征，才能制定针对性的面源污染防控策略。目前，农田面源污染地表径流监测一般采用的装置与方法主要有径流场、径流小区、径流池。其中径流池方法应用较广，优点在于监测面积比径流场小，适于各种地形的农田，可设置多个平行小区，有平行监测，监测结果准确度高等。这些地表径流只是通过固定尺寸的径流收集池，依据刻度定期计量径流池收集量，从而人工判断农田面源污染径流量，容易产生收集池本身容量计量误差、人工读数误差以及监测不及时等问题带来的地表径流水量监测误差。

同时，灌溉、降水是农田面源污染地表径流两大驱动因素。在灌溉水量监测方面，目前主要通过估测，或者采用普通水表测量，容易产生农田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。在降水水量监测方面，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；由于很多农田地表径流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。因此，研究一种精确、实时、动态监测农田面源污染地表径流主要水过程(包括地表径流量、灌溉量以及降水量)装置及方法，实现监测数据的协同远程传输，对于农田面源污染监测以及农田面源污染综合防控具有广阔的发展前景。

鉴于此，如何克服现有的农田面源污染地表径流主要水过程无法实时监测、监测结果误差大等不足成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种农田面源污染地表径流主要水过程监测装置及方法，能够实现农田面源污染地表径流主要水过程(包括地表径流量、驱动地表径流发生的灌溉量和降水量)的实时、自动监测及监测数据的远程传输，监测结果更精确。

第一方面，本发明提供一种农田面源污染地表径流主要水过程监测装置，包括：

第一水量传感器，设于各个地表径流监测小区径流收集管的出口处，所述径流收集管与所述地表径流监测小区的径流收集池连通，用于获取各个地表径流监测小区的地表径流量数据，并将获取到的地表径流量数据发送至无线测控模块；

第二水量传感器，设于各个地表径流监测小区灌溉水口的灌溉水管出口处，用于获取各个地表径流监测小区的驱动地表径流发生的灌溉量数据，并将获取到的灌溉量数据发送至无线测控模块；

雨量自动监测器，设于预设监测点，用于获取驱动地表径流发生的降水量数据，并将获取到的降水量数据发送至无线测控模块；

无线测控模块，用于接收所述第一水量传感器发送的地表径流量数据、所述第二水量传感器发送的灌溉量数据和所述雨量自动监测器发送的降水量数据，并将接收到的地表径流量数据、灌溉量数据和降水量数据发送至远程接收模块；

远程接收模块，用于接收所述无线测控模块发送的地表径流量数据、灌溉量数据和降水量数据。

可选地，所述无线测控模块，还用于将接收到的地表径流量数据、灌溉量数据和降水量数据以预设频率定期进行保存。

可选地，所述远程接收模块，还用于将接收到的地表径流量数据、灌溉量数据和降水量数据进行展示和/或汇总。

可选地，所述无线测控模块为通用无线分组业务GPRS测控模块。

可选地，所述装置还包括：

供电模块，与所述第一水量传感器、所述第二水量传感器、所述雨量自动监测器以及所述无线测控模块分别连接，用于为所述第一水量传感器、所述第二水量传感器、所述雨量自动监测器以及所述无线测控模块提供电源。

可选地，所述供电模块为太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括：太阳能板和蓄电池；

所述蓄电池，用于为所述第一水量传感器、所述第二水量传感器、所述雨量自动监测器以及所述无线测控模块提供电源。

第二方面，本发明提供一种使用上述装置的农田面源污染地表径流主要水过程监测方法，包括：

第一水量传感器获取各个地表径流监测小区的地表径流量数据，并将获取到的地表径流量数据发送至无线测控模块；