径流水蚀监测系统

水蚀是我国分布最广、危害最严重的水土流失类型，其总面积占国土面积的17%。降雨或冰雪冻融导致的地表径流是水蚀的主要途径。UGT径流水蚀监测系统由德国UGT环境仪器技术公司设计生产，用于地表径流和水蚀监测，可应用于小流域水土保持研究、生态修复监测研究、不同土地利用类型径流与水土流失监测分析等，可以自动监测纪录降雨量及其动态变化、土壤水分、径流量、水土流失量等参数，并分析不同降雨量及降雨量分配与径流和水蚀的关系等。 结合实验室土壤粒径分析及土壤化学（如氮磷）分析，在分析径流与水土流失“量变”动态的基础上，还可以进一步分析研究水土流失的“质”，如不同降雨类型或降雨分配、不同径流量、不同水土流失强度的土壤粒径分布流失和肥力流失等。UGT径流水蚀监测系统主要由导流分流装置和自动采样系统组成，导流槽收集径流小区中的地表径流，引入过滤分流箱，过滤后的水体分别流经大小两个翻斗流量计（分别为3L和1L），3L翻斗流量计的水流作为旁路排放出去，1L翻斗流量计的水流进入自动采样系统。自动采样系统内置24个1L的样品采集瓶收集径流样品，以在实验室内分析土壤侵蚀量及氮磷等溶质流失量。系统自动记录降雨及径流发生的时间、强度，通过系统软件程序可以调整设置有关参数，以便根据需求设计一次降雨径流过程中的自动采样分配。 功能特点1. 可自动测量分析径流与水土流失，测量参数包括降雨径流事件及其降雨量、径流量、降雨径流的时间分配，土壤水分，水土流失量及其时间分配等。2. 全自动径流采样系统，可以设定自动采集样品过程分配，自动间隔采样，用于实验室径流物和沉淀物的浓度和粒度分析。3. 可选配H-Flume流量监测系统用于自动测量纪录侵蚀沟的径流量动态变化。4. 可选配实验室SEDIMAT 4-12全自动土壤粒径分析系统或沉降法土壤粒径分析仪用于分析水土流失的土壤粒径分布。5. 可选配实验室EasyChem自动化学分析仪分析水土流失的物质浓度，如氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮、总磷等等，进而分析研究土壤肥力流失和溶质运移等。6. 可选配HOOD土壤入渗仪、PL300便携式土壤透气性（空气渗透性）测量仪及土壤孔隙度测量仪，全面分析土壤特性与水土流失的关系。7. 可选配高光谱成像系统，对植被和地表反射率进行立体分析，用于植被恢复研究。 系统配置组成? 微处理器控制的自动径流采样系统? 控制和数据图表显示软件，WINDOWS版本? 导流分流装置? 样品采集瓶? 翻斗流量测量仪；? UMP-2土壤水分、温度、电导传感器? 雨量筒? 数据采集器? 选配的其它单元或配件技术参数1. 数据采集器：15bit转换精度，512Kbyte RAM，内置精密时钟，睡眠控制模式，8通道传感器接口，可以应用UGTLOG软件进行设置，可以控制采样瓶的采样阶段与采样顺位等。2. 英文版管理软件，可以设置系统参数和浏览数据等。3. 导流槽3米（可根据客户要求定制长度），分为两个部分，下部口径为：35mm，上部口径为：52mm。4. V2A导流分流装置，具过滤筛，地表径流水体经过滤后进入分流装置，特殊分流设计以便径流优先采样计量。5. VKWA3000翻斗流量计：不锈钢机体及翻斗，翻斗容量3L，最大测量流量36L/min，进出口直径50mm，尺寸34x43x42cm。6. 径流自动采样系统：德国V2A材质3向导水装置，自动径流采样分配臂和定位传感器，V2A翻斗流量计容量1000ml、进口径35mm、流量8L/min，采样瓶24个、容积1000ml。7. 径流场：标准配置30m2（3x10），PE材质5mm。8. UMP-2土壤水分、温度、电导传感器：土壤水分测量范围0～100%，测量精度±2%，测量体积1000ml；温度测量范围-40～+60°C，测量精度±0.5°C；电导测量范围0.001～5mS/cm（可订制40 mS/cm大量程），测量精度±1%。9. 雨量筒：口径面积200cm2，翻斗2ml，范围0-8mm/min，精度0.1mm。10. 1Ft-H-Flume侵蚀沟径流量监测（建议选配）：高度30.5cm、宽度58cm，超声波水位传感器和漂移补偿传感器，流量范围0.02-55L/s。产地德国国内用户列表长江水利委员会长江科学院水保所国际泥沙研究培训中心山东省水利科学研究院环境保护部南京环境科学研究所中国农业大学工学院贵州师范大学南方喀斯特研究院内蒙古农业大学水建院兰州大学水利部牧区水科所北京师范大学地理学与遥感科学学院中国环境科学研究院科技处东北师范大学城市与环境学院北京草业与环境研究发展中心中国农科院内蒙草原研究所北京菲尔伯环境科技有限公司西藏农牧学院资源与环境学院中国农科院内蒙草原研究所国际泥沙研究培训中心交通部科学研究院四川省水利科学研究院交通部公路科学研究院公路交通环境工程研究中心中科院东北地理与农业生态研究所黑土生态实验室

ST-W2土壤剖面水蚀测量系统1、应用：l 用于径流场收集径流样品、径流流速与流量的测量；l 用于小范围山体滑坡径流监测；l 用于地质灾害研究；l 用于水利学试验研究；l 用于生态学野外监测；l 用于林业生态系统恢复研究；用于山体小流域水利变化研究等2、工作原理：水蚀是指土壤因降雨而松弛，或者被水流剥离，土壤粒子被冲到斜面下方，冲走的土壤积存到水道或下游流域。受水蚀影响后，不仅表土层受到影响，还会使土壤失去蓄水能力和养分保持力。本系统应用一种导流分散装置，测量与收集一定区域的径流场中的试验样品，研究径流物的成分，同时利用自动采集器记录径流发生的时间，测量径流量与径流强度，该过程为全自动测量系统。具体过程为，利用平缓导流槽收集径流小区中的地表径流，引入分流箱，然后流经翻斗计数器进行计量，仪器自动选择收集的样品，多余流水直接旁路到仪器外。在土壤30cm处设有一个壤中流接收导流槽，用于测量壤中流的流量，同时流入下层取样瓶，用于分析泥沙和化学物质。由12个样品采集瓶收集地表径流样品，另外12个瓶子收集壤中流样品，为进一步分析侵蚀物颗粒和成分提供样品。特点： l 机械的全自动采集装置； l 可以设定自动采集样品的阶段； l 易安装组件3、组成：l 微处理器控制的自动采样装置；l 导流、分流系统；l 样品采集瓶；l 流量测量仪；l 连接导管等；l 该系统为交流供电（可选太阳能供电）；l 可选的气象监测单元；用于配合测量径流发生的条件，如监测影响土壤侵蚀的因子，降雨，风速，风向，大气温湿度，辐射及土壤湿度等；l 可选的土壤水利特性测量单元；用于确定影响土壤水平衡的因子，如土壤湿度，土壤水势，入渗，蒸发及土温等；4、系统功能：l 记录与侵蚀过程相关的水利学参数；l 记录表层径流的开始时间和强度，自动间隔采样，采集的样品可以用于径流物和沉淀物的浓度分级，可收集沉淀物；l 软件可以控制并记录相应的采样瓶收集的量与阶段。l 根据可选的气象与土壤参数测量单元，可以获知发生径流（土壤侵蚀的条件）时的气象资料与土壤条件等。5、技术参数l 数据采集器，可编程高精度，可以应用Ecograph软件进行设置，采样瓶顺序采样，阶段与采样时间同时控制；l 处理器：采用18位A/D转换器，精度±0.025%l 存储：128Mb可无限扩展，内存可存储130,000个读数，可使用PC卡或闪存可（可存储65,000个读数）l U盘存储：兼容USB1.1或USB2.0驱动，每兆约90,000采集数字点l LCD液晶显示，2线16字母的LCD液晶显示和6个按键用于查看通道及数采状态和功能执行l 通讯：RS232、USB、以太网等l 采样间隔：10ms至天，可自定义l 输出值种类：平均值, 最大值, 最小值, 取样值 (Sample), 向量值, 累计值 ( Totalize )等l 工作条件：温度-45~70℃，湿度85%（无水汽凝结）l 时钟精准度：约±1分钟/年0-40℃；约±4分钟/年-40-70℃l 供电电压：10~30VDCl 翻斗容量：500mll 采样瓶数量：12*2l 采样瓶容量：500mll 双层测量装置可以区分地表径流和壤中出流l 采样时间：1-60分钟可自定义l 导流槽3米，分为两个部分，下部口径为：35mm，上部口径为：52mm；l 径流场坡面最佳角度为10-20度，南方多雨地区坡面角度应更小一些，另外径流场面积也应该相应缩小；l 供电：220VAC、太阳能供电可选； 6、产地:中国

地表径流场-水土保持监测方案方案背景： 水土流失形成过程：水土流失形成过程涵盖渐进式和突发式两种。生产建设项目水土流失的因素十分复杂，既有自然因素的影响也有人为因素的影响，多种因素叠加，加剧了水土流失。通常，在人类的干扰下，项目的水土流失不会像自然水土流失那样总是保持时间上的渐变性和空间上的均衡性，而是集中发生在某一时段或主要发生在某区域。在短时间内造成局部区域水土流失总量和强度的剧增. 水土流失危害：人类对土地的利用，特别是对水土资源的不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭到破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层发育成土壤的量。水土流失造成土壤肥力下降，水、旱灾害频发，河道淤塞，河流资源难以开发利用，地下水位下降，农田、道路和建筑物被破坏，并引起生态平衡遭到破坏.方案介绍： 需要选择一块合适的场地，有原位地表径流场和人工地表径流场，两种研究方式。 原位地表径流场，在研究区域选择合适的场地，依托原有的地形条件，建设实验场地，比如原有的地形走向，对原有的生态地理形态破坏最少，一般研究需要多个径流小区，然后对不同小区进行不同的植被覆盖，以研究不同生态系统，对水土保持的作用。原位地表径流场缺点是，坡面角度比较单一，数量和尺寸受地形条件影响比较大，优点是成本相对较低，对原有生态破坏最少。 人工地表径流场，在研究区域选择合适的场地，利用基建的方式，建设地表径流场，可以设计不同的尺寸、不同的坡度，不同坡度下，水土流失的特征，也可以在坡面上种植相关植被，以进行相关的研究。优点是可以按不同的需求，设计剖面角度、大小等，并且可以按需求回填不同的土壤，缺点是成本比较高，而且对原生态环境的破坏比较大。 人工地表径流场，还可以做成径流小车的样式，可以满足更多的实验需求，角度自由可调，实验内容更加多元化，可以在降雨模拟器装置下进行实验，以实现全天候，多条件的实验研究。 设备安装的需求，径流场地的下方，需要与径流场的出水口，有1米以上落差、1平方米的场地，用于安装相关仪器设备，一般设备使用太阳能供电，无需电源等配套。相关设备介绍：1、 径流量监测a) DJ-5005双翻斗式流量计，使用一大（1000ml）一小（50ml）两个翻斗同时计量，可满足不同情形下的数据监测，并提高监测精度，可以多种方式存储和记录数据，数据可以上云，实现远程管理。一般适用于小型地表径流场或者地表径流量较小(最大测流42L/min)的研究中，成本低，使用和安装方便，低维护成本，连续的测量数据，可以分析降雨过程中的径流量变化过程。b) DJ-5020整体式三角堰，用于测量流速从低到高变化大的水流的流量，大的水流如季节性降雨或暴雨导致的大地表径流，尺寸和流量可以根据情况定制，低维护成本。c) SS-TR02 储水桶式地表径流测量系统，储水桶汇集径流小区中的地表径流，最后通过超声波液位传感器测量其水位高度，得出地表径流量，优势在于长期实时监测，并将地表径流汇集起来，方便后续测量养分流失、含沙量等指标。维护成本高，每次降雨或者实验后，需要人工清理储水桶，适用于人工取样，实验室分析水土流失相关指标的研究，但是无法区分降雨过程中，不同时间段的样本。2、 水土流失监测a) 泥沙含量监测，实时泥沙含量，使用红外散射原理的浊度传感器，测量实时流出水中的浊度数据，可以通过实验烘干法，将浊度与泥沙含量进行数据拟合，从而实现实时泥沙含量监测，利于分析降雨过程中的水土流失情况b) 储水罐法，可以通过储水罐的地表径流系统，收集地表径流水，再人工取样进行实验室分析，可以实现多维度的分析指标，但是无法区分降雨过程中，不同时间段的样本。c) Run-off土壤水蚀测量系统，应用一种导流分散装置，测量与收集试验样品，研究径流物的成分，同时利用自动采集器记录径流发生的时间，测量径流量与径流强度，该过程为全自动测量系统。可以完成径流测量，按规则对径流的产生的整个过程进行取样，可以留24个样本。可以实现多维度的参数分析（泥沙含量、养分流失、污染物运动等），可以研究径流发生过程中的水土流失情况。3、 水土保持监测a) DJ-6292A土壤水分温度监测系统，用于对土壤的水分和温度进行长期监测，监测的数据将源源不断的上传到云平台，并且可以通过浏览器访问采集的数据，实现足不出户就能对设备进行监控。安装与径流小区内，可以监测降雨过程中，水分运移过程、土壤持水能力研究等。4、 气象监测a) DJ-6595C小型气象监测系统，用于监测区域内的气象情况，降雨量参数，可以用于研究降雨与径流形成关系，以及降雨过程与径流产生过程相关的研究场地建设示意图以及要求：选取典型地段建设坡面径流场。在选择时要注意保留原有的自然条件，土壤剖面结构相同，土质厚度比较均匀，坡度比较均一，土壤理化特性(机械组成、土壤密度、有机质含量) 比较一致。如果坡面有比较小的起伏时，可进行人工修理。在观测场地中建立标准径流场，位置应尽量设置在坡面平整的坡地上。根据径流场规格，要求径流样方径流宽度5m (与等高线平行)，长20m (水平投影)，水平投影面积100m2，坡度根据情况确定。径流场上部及两侧设有围，小区顶部设截水沟，下部设有集水槽和引水槽，引水槽末端是接水池。为了阻止径流进出小区，设置的围埂其高25cm,埋深45cm,厚度5cm，上缘向小区外呈60°倾斜用混凝土板砌成，内直外斜，围外侧设宽为2m的保护带。集水槽横断面采用矩形，集流槽上缘为一水平面宽10cm，集流槽下沿为挡土墙，使用160mm的PVC引水管将水引到接水池，接水池设计为长128cm，宽128cm，高1.m,厚为14cm的正方形池:或下设平台安装预制集水槽: