地表徑流泥沙含量監測系統監控農田的水土流失情況，為農民提供科學的種植管理和水土保持措施提供依據，幫助農民了解土地狀況，合理安排農事活動，提高土地利用效率。環境保護評估和控制水土流失對生態環境的影響，促進生態恢復，為生態環境評估提供科學可靠的數據支撐。防災減災提供水土流失數據支持，幫助制定防洪、防旱和抗侵蝕的策略。林業和畜牧業在林地和草地中，評估森林和草原的水土保持功能，為林業和畜牧業的可持續發展提供支撐。水土保持示范區監測水土流失防治效果，為示范區的建設和管理提供科學依據。

　一、產品簡介

地表徑流泥沙含量監測系統主要是由工作管理/數據采集存儲主控機、含沙量測量傳感器、地表流量傳感器組件組成。由地表流量傳感器組件自動測量地表流量，通過中心控制計算機軟件及參數設置計算隨時間變化的地表徑流流量，得到徑流流量的實時變化過程。含沙量測量傳感器在系統設計中，根據徑流變化特征，在徑流垂直分布泥沙測量口，實時測量徑流含沙量。

　　通過工作管理/數據存儲軟件和主控機控制管理各個傳感器測量得到的泥沙含量、徑流量的過程數據并進行數據的存儲，向管理監測中心遠程傳輸測量數據。

　　二、工作原理

　　采用工業控制級標準，含ARM處理器開發的智能控制管理、數據采集/存儲的控制器。系統可在太陽能電池支

　　持下工作。正常情況下，系統處于休眠狀態。在有降雨或徑流產生時，系統自動上電啟動，各傳感器開始工作，系統按照設定的工作要求測量、采集存儲傳感器數據。系統自備硬盤，可以存儲大量數據。通過通訊口可實時動態向上位計算機機傳輸各傳感器測量結果。也可以應上位計算機的要求，向上位計算機發送存或清除存儲的數據。上位計算機可以顯示轉換后的泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數據和下載的歷史記錄數據。并可以生成Excel表格。、

　　三、設備維修及保養

　　降水經過收集后進入集水箱，達到一定水位后經過流量計與放水閥1流入漏斗，待漏斗里面的水集滿后再經放水閥2流出，當降水量過大時，水從溢流閥流出，因此該徑流儀需要定期檢查維護與保養確保水路通暢，保養內容如下：

　　1.使用前確保零件齊全，螺釘擰緊，預防運輸安裝過程中造成螺絲松動而造成設備異常;

　　2.定期拆開集水箱，擰出徑流儀頂部四顆安裝螺絲即可拆下集水箱，檢查里面是否有泥沙、雜質等，若含有較多泥沙雜質，可卸下溢流閥并加水沖洗干凈，建議每半年一次;

　　3.當發現通過放水閥的水流減少甚至不通水時，拔掉與放水閥1、2連接的電線，擰出放水閥，清理放水閥里面的雜質;然后安裝回原樣;

　　4.盡量保持設備內部清潔，稱重部分不得堆積雜物，泥沙等，若有請及時清理。

　　四、技術參數

　　泥沙含量 0.5—100千克/立方米<5%

　　0.8—200千克/立方米<10%

　　當前流量 0.1升/秒～99999.99米/小時<5%

　　徑流流量 3—2400毫升/秒<3%

　　采樣頻率 1—10分鐘

　　工作溫度 0(不結冰)—60度

　　使用壽命 5年

　　功率 5瓦

　　一、 設備介紹

　　水土流失自動監測儀主要是由工作管理/數據主控機、含沙量測 量傳感器、地表流量傳感器組件、雨量計組成。由雨量計測量降雨強度及其 隨時間的變化和總的降雨量與降雨歷時。地表流量傳感器組件自動測量地表 流量，通過中心控制計算機軟件及參數設置計算隨時間變化的地表徑流流量， 得到徑流流量的實時變化過程。含沙量測量傳感器在系統設計中， 根據雨量/ 徑流變化特征，在徑流垂直分布泥沙測量口，實時測量徑流含沙量。

　　通過工作管理/數據存儲軟件和主控機控制管理各個傳感器測量得到的 泥沙含量、徑流量、降雨量的過程數據并進行數據的存儲，向管理監測中心 遠程傳輸測量數據。

　　(1)電源接口：輸入DC12V電源;

　　(2)RS232接口：可以連接通訊設備或用于升級程序;

　　(3)連接線定義：泥沙量檢測傳感器4芯線纜連接數據主控機

　　1腳：紅色 12V，2腳：藍色 0V，3腳：綠色 485A，4腳：黃色485B

　　(4)SIM卡：插入SIM卡連接網絡;

　　(5)天線：4G天線;

　　1.4.2泥沙含量傳感器

　　1、泥沙含量傳感器工作流程

　　地表水體由 A1 進入管道，經 A2 流出并推動流量傳感器，部分水體從 A3 排出,處理器 C 根據流量傳感器得到的流速經過計算得出實時流量， B1 采 集到地表水體送入稱重傳感器,傳感器 D 把收集到的數據送給處理器 C 經處 理后得到泥沙含量,得到數據后傳感器 D 把內部樣品由 B2 排出為下次采樣做

　　好準備。處理器 C 通過 485 或串口輸出外部設備。

　　泥沙含量采集儀的3D結構圖

　　注： 1、地表徑流管 2、采樣管 3、流量傳感器 4、采樣管電磁閥 5、樣品槽 6、液位

　　保持器 7、液位傳感器 8、樣品槽支架 9、泄水電磁閥 10、排水管

　　2 、泥沙含量傳感器功能

　　(1) 可實現同時對多路徑流泥沙含量及流量進行實時連續測量、數據傳輸 及數據分析處理;

　　(2)全天候無人值守，自動測量存儲數據;

　　(3)工作管理數據采集存儲主控機可本地存儲大量數據，可在現場通過 R232 接口下載數據;

　　(4) 具有在上位機上在線實時監測， 顯示各測量參數動態過程及曲線， 歷史 數據下載功能;

　　(5)可現場在數據管理主控機上自由設置采樣頻率及調校時鐘;

　　(6)穩定性好，傳感器自主研發精度高、穩定性強、抗環境干擾能力強

　　二、系統參數及性能

　　2.1系統參數

　　(1)含沙量測量：采樣間隔1—99分鐘;

　　泥沙含量： 0.5— 100千克/立方米，相對誤差小于5%;

　　0.8—200千克/立方米，相對誤差小于10% ;

　　泥沙含量靈敏度： 0.5千克/立方米。

　　(2)地表流量傳感器

　　測量范圍： 0.1升/秒~99999.99米/小時;

　　累計流量： 4290000000.00立方米，測量誤差小于5%。

　　(3) 雨量測量精度： 0.2毫米;

　　雨強測量范圍： 0—280毫米/小時。

　　(4)徑流流量： 3—2400毫升/秒，相對誤差小于3% 。

　　(5)采樣頻率： 1— 10分鐘。

　　(6)功率：35瓦。

　　(7)應用溫度范圍：

　　存放： -40—80度;

　　工作： 0(不結冰)—60度。

　　(8)儀器整機(含各傳感器)工作壽命：大于5年。

　　2.2 系統性能

　　(1)對水土流失(徑流場)全天候無人值守，自動測量存儲數據：徑流量、 徑流含沙量、降雨量;

　　(2)供電：AC22V或DC12V,太陽能供電;

　　(3)水土流失自動監測站工作管理數據采集存儲主控機可本地存儲大量數

　　據，可在現場通過 RS232 接口下載數據;或在有遠程請求時通過 GSM 向管理 中心傳輸數據; (4)如選用太陽能供電，平時無降雨或徑流時常規狀態為省電休眠狀態;

　　(5)具有在上位計算機上在線實時監測、顯示各測量參數動態過程及曲線、 歷史數據下載功能;

　　(6)可現場在數據管理主控機上自由設置采樣頻率及調校時鐘，采樣間隔;

　　(7) 中心控制計算機軟件可以根據采集到的數據繪制雨強、徑流、泥沙含量 的曲線，并能制成 EXCEL 表格，計算出降雨量最大最小值、場次、徑流量、 入滲量、水土流失量等