[发明专利]一种硬化地面蒸发监测系统和方法

说明书

本发明涉及一种硬化地面蒸发监测系统和方法，包括：耗水监测和入渗监测子系统，耗水监测子系统的主体为耗水无底桶，耗水无底桶设置带有耗水流量传感器的耗水洒水器，耗水无底桶靠近地面的位置设置耗水液位传感器；入渗监测子系统的主体为入渗无底桶，入渗无底桶的顶部设置水密连接的盖板，入渗无底桶设置带有入渗流量传感器的洒水器，入渗无底桶靠近地面的位置设置入渗液位传感器。本发明产生的有益效果是：本发明通过监测对比两个围护面积完全相等的无底桶内的蒸发入渗总耗水量和入渗水量，得到城市硬地蒸发水量，实现了城市硬化地面蒸发能力和蒸发速率的原型测定，为城市硬化地面蒸发监测提供一种简单、经济的工具，为城市水文监测提供技术支持。

技术领域

本发明涉及一种硬化地面蒸发监测系统和方法，是一种水文监测系统和方法，是一种适用于城市区域不同类型硬化地面蒸发能力的监测系统和方法。

背景技术

蒸散发是大气降水的补给源，是水文循环的重要环节。在内陆小循环中，地面蒸发和植被蒸腾是主要的补给源，特别是在水域面积少的区域，中国的大多数城市区域就是这样的区域。硬化地面在城市的比例很高，一般可以达到85%-90%，但是在目前的城市水文研究中，硬化地面的蒸发很少被考虑和计量。实际情况是硬化地面会截留雨水产生蒸发，同时城市部分路面的人工洒水也会产生蒸发。调查显示现有的水文监测研究中缺乏针对硬化地面蒸发的普适性监测工具。

综上所述，关于城市硬化地面蒸发计量问题存在如下情况：（1）硬化地面在城市的比例较大，实际确实存在蒸发，（2）缺乏科学的普适性监测设备进行硬化地面蒸发计量。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种硬化地面蒸发监测系统和方法。所述的系统通过精确比较硬地面的有蒸发和无蒸发水耗散，获取精确的硬地面蒸发量参数。

本发明的目的是这样实现的：一种硬化地面蒸发监测系统，包括：成对安装在被监测硬化地面上的耗水监测子系统和入渗监测子系统，所述的耗水监测子系统的主体为与被监测硬化地面水密连接的耗水无底桶，所述的耗水无底桶靠近上缘的位置设置带有耗水流量传感器的耗水洒水器，所述的耗水无底桶靠近地面的位置设置耗水液位传感器；所述入渗监测子系统的主体为大小和形状与耗水无底桶完全相同的并同样与被监测硬化地面水密连接的入渗无底桶，所述的入渗无底桶的顶部设置水密连接的盖板，所述的入渗无底桶靠近上缘的位置设置带有入渗流量传感器的洒水器、所述的入渗无底桶靠近地面的位置设置入渗液位传感器，所述的耗水液位传感器、耗水流量传感器、入渗液位传感器、入渗流量传感器依次与数据采集器、带有时钟的数据处理控制器电连接。

进一步的，所述的耗水无底桶使用透射光能量良好的材料，所述的入渗无底桶及盖板使用隔热、隔光能量的材料。

进一步的，所述的耗水无底桶和入渗无底桶的水平截面形状为圆形、矩形、多边形中的一种。

进一步的，所述的耗水洒水器或入渗洒水器结构相同的两套子系统，包括：能够将水均匀洒在耗水无底桶或入渗无底桶所围地面的洒水管，所述的洒水管与带有流量控制开关的水泵管道连接，所述的洒水管与水泵之间设有流量传感器，所述的水泵与水源连接。

进一步的，所述的洒水管是一段带有多个喷口的水平管，所述的水平管的一端铰链连接在无底桶的对称中心，另一端延伸至无底桶的边缘，所述的水平管由电机带动绕无底桶对称中心旋转，所述的电机与数据处理控制器电连接。

进一步的，所述的水源是自来水供水管或移动水箱。

进一步的，所述的耗水液位传感器和入渗液位传感器安装在耗水无底桶或入渗无底桶中的高度h为：

其中，v是径流启动流速，n是粗糙系数，i是水力坡度。