[实用新型]野外自动土壤侵蚀监测装置

说明书

本实用新型涉及一种野外自动土壤侵蚀监测装置,解决了现有土壤侵蚀监测装置功能单一、数据精度差等问题。技术方案包括支架,所述支架包括垂直设置的主支撑杆,位于主支撑杆顶部的设备平台,水平均匀安装在设备平台周部的4根副支撑杆,所述副支撑杆上设有至少一个探头垂直下向的超声波测距仪,所述设备平台上设有红外线雨量/雨强传感器、北斗数据传输模块、单片机，以及为上述设备供电的蓄电池；所述超声波测距仪、红外线雨量/雨强传感器和北斗数据传输模块均与单片机连接。本实用新型装置结构简单、使用寿命长、功能全面，本实用新型方法能有效剔除产流造成的不真实数据，野外土壤侵蚀监测准确性高的、可自动进行判断和计算。

技术领域

本实用新型涉及一种野外监测设备，具体的说是一种野外自动土壤侵蚀监测装置。

背景技术

土壤侵蚀常表层土壤厚度的变化，在单个监测点位上表现为土壤的侵蚀和堆积现象，土壤厚度变化监测是水土保持监测的一项重要内容。

目前对于土壤厚度变化的测定方法可以分为传统方法和新方法，传统方法主要包括插钎法和径流小区观测法，插钎法是将插钎垂直插入土层中，读取露出土面长度变化以计算土壤厚度变化的方法，这种方法耗时耗力、测量误差较大；径流小区观测法是对土面围堰并收集随径流冲下的泥沙，再通过泥沙量除以围堰面积得出土面的平均侵蚀厚度的方法，这种方法适用面窄，人工观测误差大，精度较低，适宜于水土流失监测而不适宜于土壤侵蚀观测。新技术方法包括立体测距法、单点测距法、遥感解译法、光电测尺法、间接法等，新技术大多受限于成本高、操作复杂，因而难以推广。

如立体测距法、单点测距法可以统称为测距法，区别在于测距设备类型和测距点的数量，测距法测量精度高，但操作复杂、成本较高、后期处理难度大，且目前国内外测距法均未解决降雨时坡面径流造成的测量误差。

立体测距法主要是利用三维激光扫描和倾斜摄影测量技术，定期读取地形数据，根据地形变化量推算土壤侵蚀量，如专利 (CN201010143941.2)对此种方法进行了简化和标准化改进，但仍具有成本高、操作复杂、需要后期专门处理等缺点。单点测距法类似于插钎的原理，采用单点测距，基于激光测距和超声波测距原理，获取典型点的土壤侵蚀厚度变化，进而推算监测面土壤侵蚀变化，如专利 (CN201210063867.2)利用激光测距原理，对单点测距进行了改良，使用可转动激光测距仪获取多点土壤侵蚀变化情况，

遥感解译法是利用大尺度的影像并结合地面高程数据进行土壤侵蚀估算的方法，如专利(CN201511023717.9)对这种方法进行了限定和改进，但遥感解译法精度较低，适用于大尺度水土保持监测，对于高精度小区域的监测意义不大。光电测尺法是利用由光电池PV数量不少于1块的线型排列的光电池阵列组成测尺，直接读取土壤厚度变化值，如专利(CN200920191369.X)公开了一种用于土壤侵蚀观测的光电测尺，这种方法受限于供能情况、使用寿命、光电测尺读取精度及自动化问题，难以在野外环境恶劣条件下使用。间接法是利用测量土壤里其它与土壤侵蚀相关的数据，综合推算土壤侵蚀情况的方法，如专利(CN201620224908.5)则主要利用光电传感器、温度湿度传感器等获得与土壤侵蚀相关的温度、湿度等数据，进而转换成土壤侵蚀量，这种方法测量的不稳定性很大，且出现误差极难矫正，不适宜于大面积复杂环境布设。

综上，布设野外自动土壤侵蚀监测设备需具备以下几个条件：1、具备自我供能条件；2、成本较低；3、使用寿命长；4、监测精度高较高、5、功能全面。由于土壤侵蚀监测点常位于环境恶劣的野外，同时管理条件低，通讯环境差，目前国内外均未在土壤侵蚀监测上大规模布设无人值守自动监测设备。