本发明属于水土保持监测设备,具体是一种水土保持状态的智能化实时监测装置。
背景技术:
1、水土保持工程是指防治水土流失危害,保护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施。水土保持工程中需要做好监测措施,水土保持监测是指对水土流失发生、发展、危害及水土保持效益进行长期的调查、观测和分析工作。通过水土保持监测,摸清水土流失类型、强度与分布特征、危害及其影响情况、发生发展规律、动态变化趋势,对水土流失综合治理和生态环境建设宏观决策以及科学、合理、系统地布设水土保持各项措施具有重要意义,地面监测是通过设立典型观测断面、观测点、观测基准等,对开发建设项目在生产建设和运行初期的水土流失及其防治效果进行的一种监测。包括设置小区、控制站、水土流失观测场、测钎等方法。
2、为了解决上述问题,专利公开号cn115388310a公开了一种水土保持状态的实时监测装置,包括底板,底板的顶端固定安装有伸缩支撑杆,伸缩支撑杆的顶端设置有监测机构,底板的底端固定安装有固定筒,固定筒上开设有多个通槽,固定筒内滑动安装有多个加固板,加固板与通槽相适配,固定筒内设置有驱动机构。
3、上述水土保持状态的实时监测装置,通过驱动机构便于挪动监测装置的位置,但利用监测机构获取水道两岸的土壤变化图像进行监测,仅能够获得水上图像,在水下同样会发生土壤流失,水上图像难以获得该部分的流失数据,同时图像需要由人进行分析,难以得到直观的实时变化趋势,且监测机构的监测画面受到天气影响,在雾天、雨天和夜晚效果明显下降。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中在水下同样会发生土壤流失,水上图像难以获得该部分的流失数据的问题,本发明的目的是提供一种水土保持状态的智能化实时监测装置,能够检测到更完整的水土流失数据。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种水土保持状态的智能化实时监测装置,包括服务器和若干监测器;
3、监测器包括浮力块,浮力块上固定连接有监测箱,监测箱内设有储水腔,储水腔的一侧侧壁固定连接有电控拍门,储水箱底部固定连接有水压传感器,浮力块内固定连接有水泵,水泵的进水口延伸至浮力块底部外,水泵的出水口连通有水管,水管远离水泵的一端与储水腔连通,水管内设有单向阀,监测箱内固定连接有蓄电池、控制器和无线组件,浮力块底部固定连接有连接绳,连接绳远离浮力块的一端固定连接有沉锚。
4、采用上述方案后实现了以下有益效果:将监测器沿水道每隔一端距离进行布置,监测器位于河道内,受沉锚约束使监测器仅能够在沉锚周围浮动。由于水土流失后,会增加水体内的泥沙含量,而泥沙含量越高则水体密度越大,因此通过称量储水腔内水体重量,再将水体重量除以储水腔体积得到水体密度,通过将该段水道的水体密度减去上一段水道水体密度,计算出该段水道的土壤流失量。
5、控制器会控制水泵向水道中抽取水体,当水体把储水腔灌满后,单向阀关闭,控制器获取水压传感器的检测值,并将检测值通过无线组件发送至服务器,之后打开电控拍门将水体排出。服务器会收集各监测器的数据进行计算,得出各段水道的土壤流失量。电子雨量计能够判断当前时间段内是否下雨,当下雨时,水体内的泥沙会因水量和流速增加而增多,且雨水会将两岸的泥沙进行冲洗携带,由于各地形上生态、地质机构和人类活动不同,冲洗携带出的泥沙量各有不同,因此通过分类处理,使同种地形相互对比,进行水体密度相减时,将雨水冲洗增加值抵除,减少由雨水冲洗携带出泥沙对的泥沙差值的影响。
6、与现有技术相比,控制器采用水体检测的方式,直接检测水体密度,并利用各段水道的水体密度相减得到水土流失值,由于是直接检测水体密度,因此该数据包括了水面上或水面下的土壤流失量,同时直接提供具体的数据变化,无需人工进行分析,减少了人工工作强度,且由于无图像采集步骤,因此受天气的影响更小,通过根据地形区域进行分类,使减少不同地形之间差异对水土流失数据的影响。
7、进一步,浮力块内固定连接有水力发电器,水力发电器的进水口伸至浮力块底部外。
8、有益效果:监测器长期位于水道中,因此适宜利用水力进行发电,使装置的能源更为清洁。
9、进一步,水力发电器的进水口和水泵的进水口上固定连接有拦篮,拦篮为镂空结构。
10、有益效果:水道中可能飘散着各种杂质,例如木头、树叶和水草等,容易将水力发电器的进水口和水泵的进水口堵塞。拦篮能够拦截这些杂物,且镂空结构允许水流通过,而不影响水力发电器和水泵的性能。
11、进一步,监测箱内固定连接有气泵,气泵的出气口连接有气管,气管延伸至储水腔内,气管远离气泵的一端连通有气阀,气阀远离气管的一侧连通有多角度喷头。
12、有益效果:水体排出后可能会在储水腔内残留有泥沙。气泵能够通过气管向多角度喷头喷射气流,多角度喷头能够将气流以多个方向喷出,对储水腔内的泥沙进行冲击。当电控拍门打开后,气泵会启动,对储水腔内的泥沙进行清理,减低残留泥沙对监测的干扰。
13、进一步,监测箱顶部固定连接有太阳能发电板。
14、有益效果:水力发电在水流缓慢时发电效果不佳。而水道基本在野外,水面上植被较少,阳光资源丰富,因此太阳能发电板能够在水流缓慢时进行补充发电。
15、进一步,监测箱顶部固定连接有信号灯。
16、有益效果:水道内可能存在船只,信号灯能够在夜晚提醒船只进行避让,减少与船只碰撞的概率。
17、进一步,浮力块底部固定连接有流速检测器。
18、有益效果:水土流失和水道流速存在一定关联,通过流速检测能够收集流速数据,便于探究区域内水土流失的原因。
19、进一步,浮力块两侧固定连接有减摇鳍。
20、有益效果:减摇鳍能够减少水道波浪带来的摇晃,减少监测器翻倒的概率。
1.一种水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:包括服务器和若干监测器;
2.根据权利要求1所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:浮力块内固定连接有水力发电器,水力发电器的进水口伸至浮力块底部外。
3.根据权利要求2所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:水力发电器的进水口和水泵的进水口上固定连接有拦篮,拦篮为镂空结构。
4.根据权利要求3所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:监测箱内固定连接有气泵,气泵的出气口连接有气管,气管延伸至储水腔内,气管远离气泵的一端连通有气阀,气阀远离气管的一侧连通有多角度喷头。
5.根据权利要求4所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:监测箱顶部固定连接有太阳能发电板。
6.根据权利要求5所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:监测箱顶部固定连接有信号灯。
7.根据权利要求6所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:浮力块底部固定连接有流速检测器。
8.根据权利要求7所述的水土保持状态的智能化实时监测装置,其特征在于:浮力块两侧固定连接有减摇鳍。