基于计时与光照法的坡面径流量及含沙量动态检测-IngentaConnect.PDF

第 30 卷 第 24 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.24 114 2014 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2014 基于计时与光照法的坡面径流量及含沙量动态检测系统 1 2 ※ 1 1 1 1 曾为军 ，张云伟 ，陈 岭 ，王大龙 ，董晓伟 ，王彦钧 （1. 昆明理工大学现代农业工程学院，昆明 650500 ； 2. 昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明 650500 ） 摘 要：针对坡面径流及泥沙含量传统测量方法存在精度不高且难以在坡面现场在线同步测量的问题，该文提出 了一种基于计时法和光照法的径流量与含沙量测量方法，设计了坡面径流量及泥沙含量同步在线检测的自动检测 系统。阐述了该系统中机械装置和电子测控的设计方案和工作原理，并设计了光照法测量含沙量的辅助试验系统。 通过试验，发现影响含沙量测量精确度的主要因素为光源与光敏传感器之间的距离及溶液中泥沙分布均匀度，揭 示了 A/D 转换值随含沙量变化而单调变化的规律。通过试验获得了溶液搅拌最佳电机转速为 428 r/min ，并运用最 小二乘法和统计学理论对数据进行分析，确定了当该系统的光源和光敏传感器之间的距离为 30 mm 时，光照法测 量含沙量的精确度最高。最后，将试验结果与理论计算值进行对比，结果表明除了浓度为 1～3 kg/m3 的溶液所测 得的泥沙含量误差率较大外，其余溶度的误差率均小于 1%，论证了光照法测量含沙量的可行性。该研究可为推进 水土保持动态监测理论方法及技术提供参考。 关键词：径流；泥沙；侵蚀；径流量；含沙量；光照法；时间法；数据拟合 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.24.014 中图分类号：S157 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-24-0114-10 曾为军，张云伟，陈 岭，等. 基于计时与光照法的坡面径流量及含沙量动态检测系统[J]. 农业工程学报，2014， 30(24)：114－123. Zeng Weijun, Zhang Yunwei, Chen Ling, et al. Dynamic measured system for hillslope runoff rate and sediment concentration based on time method and illumination method[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(24): 114 －123. (in Chinese with English abstract) [7] 流和人工测量的方法 ，如利用径流池、径流桶、 0 引 言 翻水斗[8-9]等传统的量水设备来测量径流量，或者是 水土流失已经成为人类生存和发展最为严重 采用积水池法和多孔流法[10]，但这些方法难以实现 的制约因素之一[1]，中国水土流失面广，产生的危 实时动态测量。19 世纪 80 年代 Bont