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坡面徑流小區(qū)是水土流失觀測的基礎(chǔ)單元,野外環(huán)境復(fù)雜多變,監(jiān)測儀選型與安裝質(zhì)量直接決定徑流、泥沙數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文結(jié)合野外坡面工況,闡述徑流小區(qū)監(jiān)測儀選型原則,梳理現(xiàn)場安裝布設(shè)、調(diào)試及運(yùn)維要點(diǎn),為水土保持監(jiān)測項(xiàng)目設(shè)備落地提供參考。
野外坡面存在降雨集中、徑流暴漲、枯枝落葉多、溫差大等特點(diǎn),徑流小區(qū)監(jiān)測儀長期露天工作,不僅要保證測量精度,還需具備良好環(huán)境適應(yīng)性。設(shè)備選型應(yīng)優(yōu)先匹配小區(qū)面積、產(chǎn)流特征、監(jiān)測目標(biāo),兼顧穩(wěn)定性與后期維護(hù)便捷性。

選型時(shí)首先確定測量參數(shù),常規(guī)監(jiān)測需同步采集雨量、徑流量、泥沙含量。流量測量優(yōu)先選用槽式結(jié)構(gòu),適配徑流小區(qū)匯流特點(diǎn),水位傳感器響應(yīng)速度要快,可捕捉暴雨期間短時(shí)徑流變化。泥沙傳感器優(yōu)先紅外光學(xué)類型,能夠連續(xù)獲取水體懸移質(zhì)濃度;高泥沙工況下,可搭配自動(dòng)取樣裝置,用于人工比對(duì)校準(zhǔn)。通信方面,野外信號(hào)不穩(wěn)定區(qū)域,選用 LoRa+4G 雙傳輸模式,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,防止暴雨時(shí)段數(shù)據(jù)丟失。設(shè)備外殼需滿足防水防塵,探頭具備自清潔能力,減少泥沙附著帶來的測量漂移。同時(shí)考慮供電條件,市電不便區(qū)域選用太陽能供電系統(tǒng),合理配置電池容量,保障陰雨天持續(xù)工作。
現(xiàn)場安裝是保證監(jiān)測質(zhì)量的關(guān)鍵。徑流小區(qū)匯流出口位置為設(shè)備安裝點(diǎn)位,安裝基礎(chǔ)必須夯實(shí)加固,避免雨水沖刷造成基座沉降,導(dǎo)致測槽傾斜,影響流量計(jì)算。測槽水平度要嚴(yán)格校正,保證水流平穩(wěn),減少渦流干擾。前端增設(shè)攔污結(jié)構(gòu),攔截落葉、草根等雜物,防止堵塞測槽與傳感器。傳感器探頭安裝位置應(yīng)處于水流穩(wěn)定區(qū)域,避開死角與淤積區(qū)。布線做好防護(hù),線纜埋地或套保護(hù)管,防止日曬老化、動(dòng)物啃咬。太陽能板朝向合理調(diào)整,保證光照充足。
設(shè)備安裝完成后,需要開展現(xiàn)場標(biāo)定調(diào)試。使用標(biāo)準(zhǔn)水位進(jìn)行流量校驗(yàn),人工取樣比對(duì)泥沙測量結(jié)果,修正系統(tǒng)偏差。設(shè)置合理的數(shù)據(jù)采集間隔,暴雨時(shí)段提高采集頻率。完工后做好記錄,留存安裝照片、標(biāo)定數(shù)據(jù)。
野外長期監(jiān)測離不開常態(tài)化維護(hù)。暴雨過后及時(shí)檢查測槽淤積情況,清理攔污裝置雜物;定期擦拭光學(xué)探頭,開展數(shù)據(jù)比對(duì)校準(zhǔn)。冬季低溫區(qū)域,提前做好防凍防護(hù),避免管路、傳感器損壞。
綜上,徑流小區(qū)監(jiān)測儀選型要貼合野外坡面產(chǎn)流特點(diǎn),安裝嚴(yán)格把控點(diǎn)位、水平、防護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),配合定期校準(zhǔn)維護(hù),才能持續(xù)獲取可靠的徑流泥沙監(jiān)測數(shù)據(jù),支撐坡面水土流失規(guī)律研究與水保成效評(píng)估。
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