水土保持小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)研究

周衛(wèi)華

摘要：在我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展環(huán)境下，農(nóng)村地區(qū)也得到了一個前所未有的發(fā)展，使得越來越多的建設(shè)工程項目在農(nóng)村地區(qū)得到展開，在人民的生產(chǎn)生活和建設(shè)過程中，引發(fā)了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。本文圍繞著水土流失人工觀測徑流含沙量的常用方法，水土保持小區(qū)泥沙自動觀測儀的工作原理，國內(nèi)外的相關(guān)研究應(yīng)用領(lǐng)域，以及小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)的發(fā)展四個方面進行了論述，旨在全面加強我國的水土保持小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)得到充分的應(yīng)用與發(fā)展，提高水土流失監(jiān)測效率和水土保持工作水平。

關(guān)鍵詞：水土保持；泥沙自動觀測；技術(shù)應(yīng)用與研究

在世界上我國是水土流失問題十分嚴(yán)重的國家之一，有效科學(xué)的對水土流失現(xiàn)象進行監(jiān)測與預(yù)防是至關(guān)重要的，我國的農(nóng)村地區(qū)在水土保持工作上，需要有效的加強小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)的應(yīng)用，并對農(nóng)村地區(qū)水土流失現(xiàn)狀的主要趨勢以及對周圍環(huán)境以及人們生活的影響范圍有一個把握[1]。以往人們對水土保持小區(qū)泥沙的觀測使用比較傳統(tǒng)的、人工的方式進行，這種方式具有消耗時間長、消費較多勞動力以及不能有效的掌握水土流失變化趨勢等缺點，不能夠滿足時代發(fā)展中人們對觀測工作的要求。按照國家第二期提出的水土保持目標(biāo)，最后要將徑流中泥沙含量的測量結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，全面達(dá)成水土保持中徑流泥沙的自動觀測、自動處理以及自動存儲的目標(biāo)。

一、小區(qū)泥沙人工觀測徑流含沙量的方法

（一）烘干稱重法的分析

水土保持的泥沙觀測中含沙量是一個至關(guān)重要的指標(biāo)，烘干稱重法是其中一種常用的方式之一。這種方式的工作原理是將水樣進行一定的過濾，之后再將過濾出來的泥沙進行烘干，對烘干之后的泥沙進行稱重，從而對水體中的含沙量進行計算。使用這種方式對水體中的泥沙含量進行測量的原理比較簡單，相應(yīng)的技術(shù)也比較明確，并且能夠有效實現(xiàn)測量結(jié)果的精確性。但是這種方式在實施的過程中要經(jīng)歷取樣、過濾、烘干以及稱重和計算這幾項流程，并且這些流程是人工進行操作的，容易受到人為因素的影響，不能及時有效的掌握小區(qū)的沙量產(chǎn)生的過程[2]。

在實際工作過程中，相關(guān)的工作人員發(fā)現(xiàn)烘干稱重法的程序比較繁瑣復(fù)雜，在工作中要使用到烘箱以及高度精確的天平等一些專門的設(shè)備器材，并且在每一個具體的監(jiān)測點要設(shè)置專門的實驗室，整個實驗的過程需要高質(zhì)量的檢測設(shè)備和儀器設(shè)備，以及高素質(zhì)水平的專業(yè)人員，不能實現(xiàn)對小區(qū)泥沙的自動觀測。

（二）泥沙置換法的分析

水土保持的泥沙觀測中泥沙置換法是另一種經(jīng)常使用的方式，這種方式在水文測站中是經(jīng)常使用的，并且有《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB50159-92）專業(yè)性測試規(guī)范作為有利的支持。該方法的具體實施流程是通過專用的比重瓶水溫和同等溫度的已知清水重以及相關(guān)的置換系數(shù)，來有效的對水體中的含沙量進行計算。這種方式觀察含沙量必須要對比重瓶在不同水溫情況下的清水重進行一定的測量，將水中的渾水水樣進行稱重之后再有效的按照水溫對應(yīng)的清水重以及相關(guān)的置換系數(shù)，來對整個泥沙重量進行準(zhǔn)確有效的計算。相應(yīng)的研究人員就是根據(jù)這種方式的工作原理以及流程，有效的研制水土保持小區(qū)泥沙的自動觀測技術(shù)[3]。

二、水土保持小區(qū)泥沙自動觀測儀的工作原理分析

比重瓶測量水體中泥沙含量的具體過程與烘干稱重法相比有很大的區(qū)別，前者的實施并不要求儀器在操作中需要獲取較多的技術(shù)參數(shù)，整個操作過程比較簡單，對自動化過程的實現(xiàn)具有便利性。該實驗實施在實際的觀測過程中，要將流動的水樣有效的引入到比重瓶中，并且對水位的高度進行一定的設(shè)置，保證實驗中比重瓶同等的水位下，水樣的體積具有相等性，之后再利用稱重的傳感器有效的對毛重進行準(zhǔn)確的稱量，通過使用溫度傳感器對水溫進行測定，將事先已經(jīng)在同等水溫環(huán)境下得到的數(shù)據(jù)重新分析，并將置換系數(shù)等一些具體的參數(shù)在控制系統(tǒng)中進行存儲，從而實現(xiàn)對水樣中實際的含沙量進行計算。

水土保持小區(qū)泥沙自動觀測的技術(shù)是在不間斷的情況下，對水樣以及水樣的重量進行自動的獲取與定時稱重，并且按照事先在控制系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)置的條件，對自動提取的相應(yīng)參數(shù)以及泥沙的置換進行準(zhǔn)確的計算，從而有效的獲得水體樣品中的含沙量數(shù)據(jù)以及含沙量的變動的數(shù)據(jù)[4]。水土保持小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)的相應(yīng)設(shè)備具有的結(jié)構(gòu)以及工作內(nèi)容有以下幾點。第一，比重瓶的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，比重瓶是由進水管、蓄水壺以及出水管等相應(yīng)的結(jié)構(gòu)組合而成，為了使得水流在進入比重瓶的過程中保持平穩(wěn)性，應(yīng)當(dāng)在比重瓶的進水管位置上安裝合理科學(xué)的穩(wěn)定水流裝置，從而有效的實現(xiàn)該儀器能夠定量、定時、定水位的進行高效的自動取樣。第二，在該儀器中要使用高度精密的電子稱重傳感儀器，以及溫度感應(yīng)儀器來完善整個電子控制系統(tǒng)，全面的達(dá)成自動觀測儀能夠定時的感應(yīng)、測量、對水體樣品的傳遞以及溫度顯示等不同的參數(shù)。第三，自動觀測儀的軟件設(shè)計。在儀器的制作過程中，研究人員結(jié)合現(xiàn)代電子信息技術(shù)，根據(jù)事先已經(jīng)設(shè)定的工作流程：自動化控制、取樣、計算、儲存以及對具體的檢測結(jié)果進行傳輸。

三、國內(nèi)外相關(guān)研究的應(yīng)用領(lǐng)域分析

（一）水土流失監(jiān)測工作上的具體應(yīng)用

在我國的水土保持小區(qū)泥沙的監(jiān)測工作中，要確定徑流小區(qū)的普通常規(guī)的監(jiān)測點，對坡面徑流小區(qū)以及較小流域中的控制站等區(qū)域進行合理有效的定點觀測，及時全面的了解該區(qū)域內(nèi)的水土流失情況。在生態(tài)項目中有水土流失情況的治理區(qū)域內(nèi)進行應(yīng)用，比如說在我國的京津風(fēng)沙源頭治理區(qū)、國家的水土保持重點建設(shè)工程區(qū)以及坡耕地水土流失綜合治理試點工程區(qū)等相應(yīng)的區(qū)域，能夠有效的與觀測水土保持的治理實際效果有一個明確對比。在建設(shè)項目的水土保持監(jiān)測過程中進行具體的應(yīng)用，對一些項目中新增的水土流失情況進行明確的掌握，具體展現(xiàn)水土流失防治的實際效果[5]。在水土流失多發(fā)階段以及多發(fā)區(qū)域中具體應(yīng)用，能夠及時有效的對水土流失的變化趨勢以及實際的危害程度，掌握好相應(yīng)的規(guī)律，對容易且多發(fā)的區(qū)域中水土流失情況進行科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)測，為實際的應(yīng)對措施做好準(zhǔn)備。

（二）水文泥沙觀測工作的具體應(yīng)用

在水文站點上的一些河流斷面進行泥沙的測量，通過使用斷面的內(nèi)定點以及定時對水樣進行抽取的具體方式，有效的對斷面中不同的流量情況，河流的含沙量的變化過程以及變化趨勢進行有效的測定，全面有效的對水文泥沙的測量中實現(xiàn)自動的測算過程。在飲水以及調(diào)水的斷面水文的泥沙測驗中實現(xiàn)一定的應(yīng)用。在工程中通過使用引水以及調(diào)水的人工固定渠道引流方式，來實現(xiàn)設(shè)置斷面中渠道區(qū)間的引測過程中的含沙量，從而有效的實現(xiàn)人工觀測[6]。

（三）小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)的發(fā)展分析

現(xiàn)階段，在我國現(xiàn)有的研究中取得了一定的發(fā)展和成果，有效的彌補了我國相關(guān)技術(shù)發(fā)展的空白，與世界上的先進水平相接軌，在這種基礎(chǔ)上全面的形成設(shè)備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。后續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)，對各內(nèi)部的結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化升級，需全面的對監(jiān)測時間間隔以及監(jiān)測的頻率進行確定。除此之外，在小區(qū)泥沙的自動觀測過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)有效的提高監(jiān)測儀器的準(zhǔn)確性與可靠性，并加強監(jiān)測結(jié)果的精確度。在保證監(jiān)測精確度的條件下，盡可能的將產(chǎn)品的尺寸進行縮小，從而有效的實現(xiàn)容易安裝、便于運輸?shù)哪康?，達(dá)到對儀器精確可靠的總體要求，盡可能的生產(chǎn)進行盡快的定性，能夠有效的投入到實際的應(yīng)用中。

結(jié)束語：目前，農(nóng)村地區(qū)的水土保持工作成為一個至關(guān)重要的內(nèi)容，在農(nóng)村地區(qū)沒有加強水土保護，使得原有的植被以及地貌遭到一定的破壞，給農(nóng)村地區(qū)的水土帶來了直接的威脅，同時還損害了自然生態(tài)。綜上所述，作者希望能夠加強我國的水土保持小區(qū)泥沙自動觀測技術(shù)，并且在實際運用中得到充分的應(yīng)用與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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