[发明专利]基于翻斗式原理的林冠截留水和地表径流自动监测系统

说明书

本发明涉及到森林水分监测技术领域，具体涉及基于翻斗式原理的林冠截留水和地表径流自动监测系统，包括翻斗式水量传感器，还包括样地监测装置、下位机数据采集处理传输系统、以及上位机数据接收处理可视化系统，样地监测装置包括林外降雨收集器、林内穿透雨收集器、树干径流收集器、地表径流收集器；本发明翻斗的精度通过单位时间段内翻斗翻转次数与翻斗量程精度之间的线性关系式和校正系数进行确定。对多类监测对象的水量数据进行统一接收、处理、运算、发送和可视化，最终为森林水文这部分监测内容提供科学有效的数据支撑。

技术领域

本发明属于森林水文监测技术领域，具体涉及基于翻斗式原理的林冠截留水和地表径流自动监测系统。

背景技术

目前，在森林水文监测内容中的林外降雨、林内穿透雨、树干径流、地表径流还处于半人工半自动化的监测状态，同时零散的自动监测无法把数据集合到统一平台进行分析，容易造成出现问题数据无法及时排除，监测内容的监测方法不一致容易造成获取数据可比性差不利于后续对森林水文过程的比较和分析。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了基于翻斗式原理的林冠截留水和地表径流自动监测系统。

本发明的上述目的通过以下技术方案进行实现：

基于翻斗式原理的林冠截留水和地表径流自动监测系统，包括翻斗式水量传感器，还包括样地监测装置、下位机数据采集处理传输系统、以及上位机数据接收处理可视化系统，样地监测装置包括林外降雨收集器、林内穿透雨收集器、树干径流收集器、地表径流收集器；

林外降雨收集器包括通过立柱放置在树林冠幅上的林外降雨雨量筒，林外降雨雨量筒通过导管与对应的翻斗式水量传感器连接；

林内穿透雨收集器包括放置于树林内的林内穿透雨雨量筒，林内穿透雨雨量筒通过导管与对应的翻斗式水量传感器连接；

树干径流收集器包括缠绕于树干上的开槽软管，开槽软管的底端与收集桶连接，收集桶与对应的翻斗式水量传感器连接；

地表径流收集器包括设置样地内的径流场集水池，径流场集水池通过导管接入对应的翻斗式水量传感器，

各个翻斗式水量传感器与下位机数据采集处理传输系统连接，下位机数据采集处理传输系统与上位机数据接收处理可视化系统连接。

如上所述的开槽软管与树干中间的间隙通过玻璃胶填充。

如上所述的下位机数据采集处理传输系统包括数据计数处理模块、时钟模块、通讯模块、以及数据存储模块，数据计数处理模块与各个翻斗式水量传感器连接，数据计数处理模块还分别与时钟模块和数据存储模块连接，数据计数处理模块通过通讯模块与上位机数据接收处理可视化系统连接。

如上所述的上位机数据接收处理可视化系统包括数据接收处理模块、数据服务器、用户显示终端，数据接收处理模块通过通讯模块与数据计数处理模块连接，数据接收处理模块对接收到的各个翻斗式水量传感器输出的脉冲信号进行计算，获取各个翻斗式水量传感器对应的水量数据，并存储在数据服务器中，水量数据通过用户显示终端进行显示。

如是说那个所述的数据接收处理模块对接收到的各个翻斗式水量传感器输出的脉冲信号进行计算，获取各个翻斗式水量传感器对应的水量数据包括以下步骤：

如果5分钟内，翻斗式水量传感器输出1个脉冲信号，则测量水量为翻斗翻1次对应的水量数值；

如果5分钟内，翻斗式水量传感器输出2个脉冲信号，则测量水量为翻斗翻2次对应的水量数值；

如果5分钟内，翻斗式水量传感器输出脉冲信号的个数为w，w大于等于3，则测量水量为cw+y，c、y为拟合常数。