关于水土保持监测信息系统设计构想

关于水土保持监测信息系统设计构想

王攀

贵州天保生态股份有限公司贵州省贵阳市550000

摘要：文章针对目前我国水利信息化建设的现状和要求，提出了一种水土保持监测信息系统的设计构想，对此系统的功能以及设计还有其中的关键技术进行介绍，以供参考。

关键词：水土保持；监测；设计

1引言

在目前我国经济快速发展以及人们生活水平不断提高的同时，我国的城镇化以及新型工业化进程也在不断加快，信息化水平有了显著提高，为此，我国提出了在发展农业现代化的同时需要将上述四化进行结合来进行网络强国的建设要求。在目前我国的水利部门不断进行全国水利信息化发展规划编制以及制定的过程中，水土保持信息化设计成为水利信息化顶层设计中的重要内容。水土保持信息化设计所具备的水土保持监测功能就是对水土流失的原因、数量、强度、影响范围、危害以及防治成效等进行动态监测和评价的过程。在目前我国对水土流失监测预报的要求不断提高的形势下，就需要完善对水土保持监测信息系统的设计以及国家顶层设计，确保全国水土保持监测信息系统的完整性、高效和便捷性以及先进性等。

2系统功能

我国地大物博，是典型的农业大国，在我国西南地区，农业产区多数为山地，其中水土保持状况在农业生产中尤为重要，然而我国目前水土流失状况十分严重，尤其在西南山区，在西南季风和东南季风的影响下，较高的降水量以及密集的分布给山区土壤造成了很大的侵蚀。西南山区的水土流失需要可靠的措施进行治理，更需要精确便捷的水土保持监测系统对其进行监测，然而现有的水土保持监测系统结构复杂，通常需要在监测地点建设围墙，对周边的环境影响较大，也不便于移动，测量结果误差较大。本系统解决了传统水土监测系统修建围墙的复杂性问题，装置便于移动，结构简单，操作方便快捷，同时可以针对西南山地土壤中缺乏的铜、锌离子浓度进行实时监测，有利于种植者根据土壤实际微量元素的含量进行微量元素的补充与调节。

3系统设计

3.1系统概述

图1为山地土壤水土保持监测系统的结构示意图；其中，1.环形漏斗支架，2.第一滤网，3.第二滤网，4.第一重量感应器（4），5.第二重量感应器，6.水箱，7.第一浓度感应器，8.体积感应器，9.第二浓度感应器，10.液位计，11.离子浓度测量装置，12.搅拌器，13.电机。

图1为山地土壤水土保持监测系统的结构示意图

该系统包括：水箱（6），其包括入口处自上而下依次排列的两个环形漏斗支架（1）；第一滤网（2）以及第二滤网（3），两滤网分两层依次布置在水箱（6）入口环形漏斗支架（1）上；2个重量感应器，其感应所述滤网过滤液体后的重量；2个浓度感应器，其分别置于水箱（6）的中部和底部；体积感应器（8）；离子浓度测量装置（11）；液位计（10）；搅拌器（12）；电机（13），其与所述搅拌器相连；CPU控制装置，其分别与所述重量感应器、浓度感应器、体积感应器（8），电机（13）相连；

3.2主要业务功能模块

水箱包括入口处自上而下依次排列的两个环形漏斗支架，环形支架与水箱内壁面相连接；

两个滤网，分别安装在所述环形漏斗支架上，且滤网均为方格形滤网；所述第一滤网方格小大大于第二滤网方格大小；

CPU控制装置，同该监测系统的各感应器以及液晶显示装置相连接，收集各感应器传输的信息并进行处理；

两个重量感应器，同所述CPU控制装置相连接，分别置于所述第一滤网和第二滤网上，实时感应所述滤网过滤液体后的重量，同时将该重量信息传至CPU控制装置；

两个浓度感应器，同所述CPU控制装置相连接，分别置于水箱中部和底部的位置，实时感应水箱中部和底部的液体浓度，同时将该浓度信息传至CPU控制装置；

体积感应器，同所述CPU控制装置相连接，置于水箱内部，实时感应水箱中液体的体积，同时将该体积信息传至CPU控制装置；

离子浓度测量装置，同所述CPU控制装置相连接，置于水箱内部，实时感应水箱中液体中铜离子和锌离子的浓度大小，同时将该体积信息传至CPU控制装置；

4水土监测系统具体应用

图2为本实用新型的山地土壤水土保持监测系统的控制流程图

图2山地土壤水土保持监测系统的控制流程图

首先泥水经过第一滤网的过滤后落至第二滤网，经过第二滤网的过滤后落至水箱中，通过液位计可以实时读取水箱中的液位，第一滤网和第二滤网上的重量感应器分别监测滤网上的过滤物质的重量，并实时将重量信息传至CPU控制装置；两个浓度感应器分别实时监测水箱中部和水箱底部的液体浓度，并实时将重量信息传至CPU控制装置；体积感应器实时监测水箱中液体的体积，并实时将重量信息传至CPU控制装置；离子浓度测量装置，实时感应水箱中液体中铜离子和锌离子的浓度大小，同时将该体积信息传至CPU控制装置，针对我国西南山区土壤普遍缺乏铜、锌离子的问题进行离子浓度的数据监测，有利于种植者根据实际情况进行土壤微量元素的调控。通过CPU控制装置与液晶显示装置相连接，在液晶显示装置中实时显示上述各数据值，CPU控制装置可根据这些数据值计算得到水土流失的情况。

CPU控制装置根据两个浓度传感器实时监测的液体浓度进行对比分析，如果两个浓度之差大于设定值，则说明水箱中的液体浓度差别较大，液体浓度不均匀，则此时CPU控制装置控制电机启动，进而带动水箱内的搅拌器转动，使得水箱内的液体混合均匀；如果两个浓度之差小于设定值，则说明水箱中的液体浓度差别不大，液体浓度均匀，不需要搅拌，该设定值可以是认为设定的。

5结语

鉴于水土保持监测信息系统设计在水利信息化顶层设计以及全国水利信息化发展规划编制和制定中的重要作用，本文提出一种水土保持监测信息系统的设计构想，解决了传统水土监测系统修建围墙的复杂性问题，装置便于移动，结构简单，操作方便快捷，同时可以针对西南山地土壤中缺乏的铜、锌离子浓度进行实时监测，有利于种植者根据土壤实际微量元素的含量进行微量元素的补充与调节。

参考文献：

[1]赵辉,廖亮花,许永利,etal.全国水土保持监测信息系统设计构想[J].中国水土保持,2017(3):55-59.

[2]郑国臣,刘洪超,吕军,etal.松辽流域水土保持监测信息系统的设计与实现[J].中国水土保持,2017(11):70-72.