[发明专利]一种用于沟道侵蚀过程监测的装置、系统及方法

说明书

本发明提供了一种用于沟道侵蚀过程监测的装置、系统及方法，其装置包括插杆、支架、无线通信模块以及微处理器等，其系统包括若干个所述装置，各装置按多行多列均匀的插入沟道内的土壤中，多行装置和多列装置纵横交织将沟道内部的表面划分为若干个监测区块；各装置均通过其无线通信模块与远程监控主机信号连接；根据各装置的实时检测得到各装置的检测光最低点的高度信息以及高度信息的高度差，并通过高度差及对应的各监测区块的面积计算得到所有监测区块在设定的监测时间间隔内的侵蚀泥流流动量。本发明能够在沟道侵蚀的过程中从局部和整体上很好的把握侵蚀过程中的沟道各部分的泥流流量变化状况，能够为沟道侵蚀研究提供全面、可靠的研究数据。

技术领域

本发明涉及土壤侵蚀防治领域，特别涉及一种用于沟道侵蚀过程监测的装置、系统及方法。

背景技术

在我国的西北及中北部等省份广泛分布黄土，且植被覆盖率较低，土质较疏松，具有较强的水敏性。在季风气候影响下，这些黄土地区降水集中，且多为暴雨，在径流作用下容易发生沟道侵蚀，形成水土流失，造成区域地形被侵蚀，导致地面沟壑纵横，使得生产条件和生态环境恶化，成为制约黄土地区社会与经济可持续发展的重大战略问题。沟道侵蚀是在水流动力和自身重力联合作用下形成的，是水蚀过程的重要组成部分，沟道侵蚀根据发生的形态和演变过程，可分为细沟侵蚀、浅沟侵蚀、沟道侵蚀等不同阶段。由于沟道侵蚀发生的面积广，尤其是纵向尺寸长，侵蚀过程中的环境状况复杂，因此难以对沟道在侵蚀过程中各部位进行全面的侵蚀监测，尤其是难以监测沟道的局部泥流流量变化状态，因而难以从整体上研究和把握沟道侵蚀的整个演变过程。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种用于沟道侵蚀过程监测的装置、系统及方法，能够在沟道侵蚀的整个过程中从局部和整体上很好的把握侵蚀过程中的沟道各部分的泥流流量变化状况，从而做到从整体上了解沟道侵蚀的整个演变过程，从而为沟道侵蚀研究增加更为全面、可靠的研究数据。

本发明的技术方案是：一种用于沟道侵蚀过程监测的装置，包括：

插杆，用于插入沟道内的土壤中，插杆设为中空结构，插杆内沿插杆纵向等间距设有多个光接收端，各光接收端对应于其在插杆上相应的高度信息，各光接收端所在处的插杆杆壁上均设有玻璃透光窗；

支架，设于所述插杆的上端，支架上设有光发射端，所述光发射端用于发射出照向各个玻璃透光窗的检测光，当检测光照向各玻璃透光窗会被对应的光接收端所接收，光接收端接收到检测光后输出光接收信号；

定位模块，设于所述插杆内，用于检测所述插杆所在的地理位置；

无线通信模块，设于所述插杆内；

微处理器，设于所述插杆内，用于实时接收各光接收端所输出的光接收信号，并实时将最下方输出光接收信号的光接收端对应的所述高度信息通过无线通信模块发送给远程监控主机；所述微处理器还用于接收定位模块所检测到的地理位置信息，并将所述地理位置信息通过无线通信模块发送给远程监控主机；

电源模块，分别与所述微处理器、无线通信模块、定位模块、光发射端以及光接收端电连接。

上述支架上设有多个光发射端。

上述插杆的上端还设有将插杆往沟道内的土壤中插入的施力部。

上述插杆的上端还设有雨量传感器，所述雨量传感器与微处理器信号连接。