[发明专利]一种长期森林生态水文水量自动化动态测量方法及装置

权利要求书

1.穿透雨长期森林生态水文水量自动化动态测量方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一：选择测量点，按标准建立样地，每个样地随机选择三个实验点，在实验点设置支架(9)，用于测量装置架设；

步骤二：在实验点制作四棱锥漏斗并倒立放置到支架(9)上，使得四棱锥的底边与地面有一定距离，并且调节四棱椎底面水平，四棱锥漏斗作为穿透雨集水斗(10)；

步骤三：截取PVC管，并用堵头将PVC管下端封死，在堵头上钻洞安装ABS水箱接头(8)，PVC管作为穿透雨水位测量筒(7)，ABS水箱接头(8)连接常闭电磁阀(6)和液位变送器(3)，在穿透雨水位测量筒(7)上下安装水位探头I(4)和水位探头II(5)，将穿透雨水位测量筒(7)放置到穿透雨集水斗(10)正下方，并用钢管(11)将穿透雨水位测量筒(7)竖直固定；

步骤四：在森林内空旷地带架设太阳能电池板(2)，并将太阳能电池板(2)、液位变送器(3)、水位探头I(4)、水位探头II(5)、电磁阀(6)连接到控制器(1)；

步骤五：测量装置安装完成后，根据实验需求，设定控制器(1)的时钟芯片记录时间间隔Δt(s)；实验期间，穿透雨通过穿透雨集水斗(10)汇集，进入穿透雨水位测量筒(7)；控制器(1)在设定的时间间隔记录穿透雨水位测量筒(7)内的水位差Δh(mm)，并且当水位达到设定的最高水位，测量装置打开电磁阀(6)开始排水，当穿透雨水位测量筒(7)内的水降低到设定的最低水位时，测量装置关闭电磁阀(6)，穿透雨水位测量筒(7)继续蓄水，所述最高水位为水面接触到水位探头I(4)，所述最低水位为水面接触到水位探头II(5)；实验结束后，将控制器(1)内实验数据导出，然后根据公式计算生态水文过程中的穿透雨水流流量Q1(L/h)，计算公式为：D为穿透雨水位测量筒(7)的直径。

2.根据权利要求1所述的穿透雨长期森林生态水文水量自动化动态测量方法，其特征在于：所述步骤一中按标准建立10m×10m的样地；所述步骤二中将PP塑料板焊制的底边长为800mm的四棱锥漏斗倒立放置到钢筋焊制的支架(9)上，使得四棱锥的底边距离地面1000mm；所述步骤三中截取直径为110mm、长度为500mm的PVC管作为穿透雨水位测量筒(7)。

3.用于实现穿透雨长期森林生态水文水量自动化动态测量的装置，其特征在于：包括控制器(1)、太阳能电池板(2)、液位变送器(3)、水位探头I(4)、水位探头II(5)、电磁阀(6)、穿透雨水位测量筒(7)和ABS水箱接头(8)，穿透雨水位测量筒(7)的下端口用堵头封死，在堵头上钻洞安装ABS水箱接头(8)，ABS水箱接头(8)下端连接常闭电磁阀(6)，其上端连接液位变送器(3)，在穿透雨水位测量筒(7)的筒壁上下安装水位探头I(4)和水位探头II(5)，在森林内空旷地带架设太阳能电池板(2)，并将太阳能电池板(2)、液位变送器(3)、水位探头I(4)、水位探头II(5)、电磁阀(6)连接到控制器(1)。

4.根据权利要求3所述的用于实现穿透雨长期森林生态水文水量自动化动态测量的装置，其特征在于：穿透雨水位测量筒(7)采用直径为110mm、长度为500mm的PVC管制成；所述控制器(1)包括记录数据用的SD卡模块、Arduino单片机系统、12V20Ah蓄电池、OLED液晶显示屏和SD2405RTC时钟芯片，记录数据用的SD卡模块、12V20Ah蓄电池、OLED液晶显示屏和SD2405RTC时钟芯片分别与Arduino单片机系统连接。