雷廷武研究員中科院水利部水土保持研究所中國農(nóng)業(yè)大學Email:leitingwu流域、徑流小區(qū)自動監(jiān)測系統(tǒng)移動土壤侵蝕實驗室小流域、徑流小區(qū)自動監(jiān)測系統(tǒng)泥沙觀測降雨量觀測水土流失觀測的重點和難點徑流量觀測

常用測量方法：人工或自動收集徑流、烘干稱量獲得水土流失量國內外泥沙監(jiān)測現(xiàn)狀

美國WalnutGulch小流域實驗站，Arizona

國內外泥沙監(jiān)測現(xiàn)狀紅外接收管組微處理器信號放大，濾波，A/D轉換功率放大紅外發(fā)射管組電源信號接口單光源含沙量0.05~500kg/m3范圍內，測量精度誤差小于5%

多波段新式探頭組實現(xiàn)全泥沙測量全泥沙（0.05-500kg/m3),可以滿足黃河流域高含沙河流的泥沙觀測含沙量測量新方法：

－近紅外法試驗標定

選取渭河、黃河主河道泥沙對泥沙傳感器進行了標定驗證含沙量測量新方法：

－近紅外法試驗標定

不同種類泥沙對光線的衰減特性傳感器的輸出與設計泥沙含量的關系透射法測量原理Beer–Lambertlaw：描述物質對單色光吸收強弱與溶層厚度和溶液濃度的關系。546、1231數(shù)據(jù)采集器2連接線3手柄4光源5接收感應器6水流通道透射式含沙量測量裝置示意圖測量裝置含沙溶液透射距離紅外線管發(fā)射陣紅外線管接收陣現(xiàn)場微處理及通訊電路透射式泥沙傳感器結構示意圖透射距離：0.5cm1cm3cm透射法A部分：B部分：

光的反射定律：照射在含沙水流的光，一部分光線通過含沙水流透射，一部分被水流及泥沙吸收，一部分被水流及泥沙反射。實際含沙量與模型計算含沙量結果比較（a）1800nm（b）1940nm控制室中轉電話計算機終端野外卡口站11采集器23無線電傳輸無線電傳輸電話線傳輸123水位傳感器泥沙傳感器雨量傳感器主要性能指標：泥沙測量誤差：<2%、流量測量誤差：水文測量要求最小采樣間隔：2-99s

泥沙測量范圍：0.05~500kg/m3

工作時間：可長期連續(xù)工作自動測量系統(tǒng)集成結構示意手機網(wǎng)絡徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)流量監(jiān)測裝置徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)泥沙傳感器與控制器徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)降雨觀測與供電系統(tǒng)徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)管理軟件界面可實現(xiàn)：數(shù)據(jù)采集遠程傳輸室內計算分析徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)管理軟件界面徑流實時監(jiān)測徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)管理軟件界面徑流實時監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)報表存儲徑流泥沙/流量自動測量系統(tǒng)小流域次降雨水沙過程模型計算監(jiān)測系統(tǒng)的應用狀況松遼委安裝6套系統(tǒng)，已經(jīng)運行6-7年運行狀況良好黃委甘肅天水水土保持監(jiān)測站安裝嵌套流域自動觀測系統(tǒng)于2010年完成流量小（量水堰觀測誤差太大）無壓水流（測量水壓的流量計不能使用）含沙水流（針對清水流量測量的流量計使用困難）徑流小區(qū)觀測特點不能達到理想的精度要求不適合進行野外觀測純人工的方法受人為因素影響無法實現(xiàn)自動化觀測徑流小區(qū)觀測的現(xiàn)狀徑流小區(qū)泥沙流量自動觀測系統(tǒng)

野外測量裝置數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)管理軟件集成量水堰式稱重感應式與流域傳輸和管理系統(tǒng)通用近紅外法觀測泥沙含量拉力傳感器監(jiān)測徑流管道拉力值軟管連接拉力傳感器優(yōu)點：集成自動測量，

量程較大（與稱重式比較）浮子部件導流部件三角堰徑流小區(qū)泥沙流量自動觀測系統(tǒng)

試驗應用可實現(xiàn)：數(shù)據(jù)采集遠程傳輸室內計算分析徑流小區(qū)泥沙流量自動觀測系統(tǒng)

試驗應用25、75、120mm/h10min降雨產(chǎn)流過程對比徑流小區(qū)泥沙流量自動觀測系統(tǒng)

試驗應用120mm/h雨強10min歷時與15min歷時降雨產(chǎn)流過程對比徑流小區(qū)泥沙流量自動觀測系統(tǒng)

試驗應用75mm/h雨強10min歷時流域出口與各支溝出口產(chǎn)流過程對比

內蒙古四子王旗北京師范大學房山徑流試驗場湖南湘西——集成量水堰式北京師范大學房山徑流試驗場黃委甘肅天水水土保持監(jiān)測站——集成量水堰式移動土壤侵蝕實驗室便捷運輸；快速組裝；自動控制；自動測量：徑流泥沙；無線遠程傳輸。降雨系統(tǒng)降雨量、徑流及泥沙自動測量系統(tǒng)自動控制操作平臺無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)水箱、動力配電、水泵及徑流場封閉圍擋系統(tǒng)等配套設施噴頭：采用sprinⅡ、Ⅲ、Ⅳ型旋轉式垂直下噴噴頭組合，雨強變化連續(xù)，調節(jié)范圍寬有效實驗區(qū)：5m×10m降雨均勻度好：采用以噴頭噴灑半徑為噴頭組間距，菱形等邊距布設噴頭組，噴頭組與相鄰噴頭組3重疊加3m1.7m1.7m1.47m開關閥快速接頭0.85m主供水管支撐桿噴頭組2.94m噴頭部件1噴頭部件2噴頭部件3系統(tǒng)組成——降雨、徑流泥沙自動監(jiān)測儀系統(tǒng)組成——降雨、徑流泥沙自動監(jiān)測儀系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺采集、存儲并遠程發(fā)送泥沙含量及流量數(shù)據(jù)產(chǎn)流產(chǎn)沙分析計算及模型預報系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——自動控制操作平臺系統(tǒng)組成——配套設施系統(tǒng)組成——配套設施系統(tǒng)基本參數(shù)降雨面積：5×10m降雨高度：3m降雨均勻度：80%雨強變化范圍：38~195mm/h降雨控制方式：手動操作、自動控制徑流場封閉圍擋面積：5×10m100mm/h雨強連續(xù)降雨：1h水箱儲水量：5m3系統(tǒng)基本參數(shù)最大連續(xù)發(fā)電時間：8h流量測量范圍：3~2400ml/s，誤差小于4ml/s泥沙含量測量范圍：0.1~500kg/m3，誤差小于5%采樣頻率：20~500s發(fā)電機功率：5kw實驗室距徑流場最大距離：200m日期：2010年08月07日09：00~13：00地點：陜西省咸陽市武功縣武功鎮(zhèn)地理坐標：34°19′32.