[发明专利]一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置及洪流监测方法

权利要求书

1.一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置的洪流监测方法，其特征在于，应用于一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置，所述装置包括：自动水位水温观测仪(8)和渗流筒(20)；所述自动水位水温观测仪(8)设置在渗流筒(20)内部；所述渗流筒(20)还包括：渗流筒侧壁(11)、渗流孔(12)和渗流筒底部(13)；所述渗流筒底部(13)和渗流筒侧壁(11)的表面均设置有渗流孔(12)；所述渗流孔(12)在渗流筒底部(13)、渗流筒侧壁(11)的表面呈矩阵均匀分布；所述方法包括以下步骤：

步骤一：提取监测流域主要的沟谷(1)的分布图；

步骤二：在监测流域主要汇水的沟谷(1)不同地段，选择相对平顺规则且河床较为平整处作为监测断面，监测断面垂直于洪流径流方向(7)；

步骤三：在监测断面中间位置，人工开挖尺寸为30×30×50cm的土坑(9)；将自动水位水温观测仪(8)放在渗流筒(20)内部，并将渗流筒(20)并埋于土坑(9)底部，回填大块砾石(10)，在近地表处回填挖掘出的沟谷沉积物(2)；

步骤四：采用人工测量方法详细测量各断面的几何参数，所述几何参数包括：断面顶宽度(16)、断面高度(17)、断面底宽度(18)和探头深埋度(19)；

步骤五：雨季结束后，再次测量各监测断面的几何参数，收集所埋自动水位水温观测仪(8)，并对监测数据进行室内分析处理，计算洪流流量。

2.如权利要求1所述的一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置的洪流监测方法，其特征在于：所述步骤三中，自动水位水温观测仪(8)置于渗流筒(20)的渗流筒底部(13)，渗流筒(20)内填充若干个大块砾石(10)，土坑(9)挖掘好后，直接将渗流筒(20)放置于土坑(9)内，渗流筒(20)上部回填沟谷沉积物(2)；

所述自动水位水温观测仪(8)监测频率小于1min，探头深埋度(19)范围为20～30cm。

3.如权利要求1所述的一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置的洪流监测方法，其特征在于：所述步骤三还包括：当条件允许可在每个监测断面上游或下游100m附近再布置一个监测断面，以获取每个监测断面洪流流速，所述条件允许指：具有相对平顺规则且河床较为平整地区的断面。

4.如权利要求1所述的一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置的洪流监测方法，其特征在于：所述步骤五中洪流流量的计算方法包括：方法一、和方法二两种；其中，方法一为：将过水断面近似为梯形堰，每个监测频率时段内近似认沟谷洪流为均匀流，为简化计算流程，计算时仅考虑地面径流而不考虑表层流径流和地下径流，采用明渠均匀流测流计算公式计算洪流流量，如下公式(1)至公式(6)所示：

其中，Q为流量，A为过水面积，C为舍齐系数，R为水力半径，i为坡底比降；

A＝bh₀+mh₀²……(2)

其中，b为底宽，单位：米；x为湿周，单位：米，h0为实测水头，单位：米；h1为探头埋深深度，h2为经大气压校准水头压力，m为边坡系数；

h₀＝h₂-h₁…………(4)

C＝R^1/6/n……(5)

其中，n为糙度；

R＝A/x……(6) 。