[发明专利]径流小区土壤水分及出流监测系统及方法

权利要求书

1.一种径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，包括：

径流小区，包括基岩层、设置在所述基岩层上方的土壤层；

出流收集槽，设置在所述径流小区的下游端，

三角量水堰，通过第一出流导管与所述出流收集槽相连；

液位传感器，设置在所述三角量水堰内；

集水桶，通过第二出流导管与所述三角量水堰相连。

2.根据权利要求1所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，所述出流收集槽包括设置在所述土壤层的端部的地表出流收集槽以及设置在所述基岩层的端部的基岩层出流收集槽。

3.根据权利要求2所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，所述地表出流收集槽或所述基岩层出流收集槽是直径为5-15cm的半圆形或弧形凹槽。

4.根据权利要求2所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，还包括雨水挡板，设置在所述出流收集槽的上方。

5.根据权利要求1所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，还包括：

土壤水分提取器，一端与所述土壤层相连，另一端连接收集瓶；

土壤水分传感器，设置在所述土壤层中；

多个土壤水势传感器，垂直间隔分布在所述土壤层中；

数据采集器，与所述土壤水分传感器、土壤水势传感器相连。

6.根据权利要求1所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，所述三角量水堰的堰角的角度为15-25°，距离底部为8-15cm。

7.根据权利要求1或6所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，所述三角量水堰中设有稳水挡板，所述稳水挡板上设有稳水孔。

8.根据权利要求7所述径流小区土壤水分及出流监测系统，其特征在于，所述液位传感器设置在所述稳水挡板上。

9.一种径流小区土壤水分及出流监测方法，其特征在于，包括：

降雨时，利用如权利要求1-8任一所述径流小区土壤水分及出流监测系统收集雨水；

若雨水未从所述径流小区土壤水分及出流监测系统中的三角量水堰内流出，则流量为：

Q_t＝(h_t-h_t-1)*a*b/Δt

其中，h_t为t时刻所述液位传感器测量的水位高度；Q_t为t时刻的流量；

若雨水从所述三角量水堰内流出，则流量为：

其中，h_t为t时刻所述液位传感器测量的水位高度；Q_t为t时刻的流量。

10.如权利要求9所述径流小区土壤水分及出流监测方法，其特征在于，降雨结束后，测量所述径流小区土壤水分及出流监测系统中的集水桶的水位高度，得到每次降雨径流小区出流的总体积：

V＝h*π*r²

其中，h为集水桶的水位高度；r为集水桶的半径。