系分别 为 ’＝０ ９ ７４ ， ． ９ ｘ一０ １５７ Ｙ＝０ ９４４ ． ２ 、 ． ０ ｘ＋０ ２４４、 ． ８ Ｙ＝ ０ ８ ７９ ＋ ． ０ 分别 为 ０ ９ ９８ ０ ９７５ ０ ９ ６５ ． １ ｘ ０ ８８４； ．６ 、． １ 、 ．２ 。在 ３
０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ ｌ
［ 关键词 ］自动监测 系统 ； 水土流失 ； 监测 ； 红壤 区 ； 江西 ［ 摘 要 ］介绍 了试验应用于江西省红壤坡地水土流 失监测 的 自动监测 系统的组成 与特 点 ， 以及该 系统在 江西水土保持 生 态科技 园的试验应 用和 野外人 工模 拟降雨条件下的水土流 失监测 实践 。结果表 明， 温度 、 湿度 、 雨量 、 位、 水 土壤 含 水
［ 文献标识码 ］ｃ
［ 文章 编号］１０ ０４ （０ ２ ０ ０ ４ ０ ００— ９ １ ２ １ ）４— ０ ８— ３ 数据 ， 太阳能供 电 ， 可在连续的 阴雨 天气下 工作 ， 采集 的数据通
目前 ， 我国在水土保持监测 网络的建设方 面 已经取得 了丰 硕 的成果 ， 已形成 了一个 相互 连接 、 高度 集成 的水 土保 持监 测
流及泥沙 自动测 量仪 、 象数据 全 自动监 测设 备 、 气 土壤 墒情 自 动监测设备 以及 视 频监 控 系统 设备 等 ， 实 时传 输 图像 和 数 可
据。 Ｑ Ｊ 一０ Ｙ Ｙ ５ １人 工 模 拟 降 雨 器 的 雨 强 连 续 变 化 范 围 为 １ ０～ ２０ｍｍ ｈ 降 雨 面 积 ５ｉ ５Ｉ， ０ ／ ， ｎ× Ｉ降雨 高 度 分 ４ｍ 和 ６ｍ 两 档 调 Ｔ
测量仪 、 土壤 墒情 自动监测 系统布设 于 ３个 坡面径 流小 区 （ 记 为 Ａ、 、 ） 其处理方式见表 １ 同时 在径流池 中设水 位尺 观测 ＢＣ ， ， 水位 ， 人工取样采用烘干法测定 土壤 含水 量。气象数 据全 自动
测量风速 范围为 ０— ４ｍ ｓ风 向范 围为 ０～ ５ 。 ４ ／ ， ３ ８ 。蒸发 采样器
量 等 的 自动 监 测 结果 与人 工 测 定 结 果之 间呈 良好 的 线 性 相 关 关 系 ， 测 数 据 较 为 准 确 、 定 。 自动 监 测 系 统 操 作 简 单 、 监 稳 性能可 靠、 自动 化 程 度 高 ， 可适 用 于 江 西 省 红壤 地 区。
［ 中图分 类号 ］￥５ １７
过 网络或无 线 设 备 实 现远 程 传 输。视 频 监 控 系统 设 备 为 １ ／
４ Ｏ Ｙ Ｃ ４ ０线 ０５ Ｕ ＳＮ Ｃ Ｄ８ ． Ｌ Ｘ置 ２ ２倍彩色转黑 白变焦一体机 ， ７寸 球型云 台， 内置解码卡 ， 可上下 、 右旋转 ， 左 镜头 可伸缩 ， 水平转 速 ０—１ 。ｓ垂直转速 ０— 。ｓ ２／ ， ６／。
・
４ ８・
中国水 土保持 Ｓ Ｃ ０ ２年第 ４期 ＷＣ ２ １
自动 监 测 系 统 在 江 西 红 壤 坡 地 水 土 流 失 监 测 中 的 试 验 应 用
汤崇军 杨 洁 汪邦稳 ， ， ，
（ ． 西省水 土保持 科 学研 究所 ， 西 南 昌 ３ ０ ２ ； １江 江 ３ ０ ９ ２ 北 京师 范大 学 地 理 学与遥 感科 学 学院 ， 京 １０ ７ ） ． 北 ０８５
一
水土流失监测车 、 引进 的人 工模拟 降雨 器 、 便携 式地 表 坡面 径
时利用移动通信和 网络技术实现数 据的远程 传输 和下载 显示 ，
实现水土保持监测 的 自动化与信息化 。 江西水土保持生态科技 园位 于江西省 北部 、 阳湖水系德 鄱
安 县 燕 沟 小 流 域 ， 区 位 于 我 国红 壤 区 的 中 心 区 域 ， 江 西 省 园 在 乃 至 南 方 红 壤 丘 陵 区 都 具 有 典 型 代 表 性 Ｊ 。径 流 及 泥 沙 自动
个径流小 区中 ， 自动水位监测数据 与人工水 位观测 数据基 本一
致 ， 关 关 系 可 以达 到 ９ ％ 以上 ， 中水 位 ３—９ｃ 最 吻合 ， 相 ０ 其 ｍ 其 他 虽 有 波 动 ， 偏 离 较 小 ， 些 误 差 可 能 是 人 工 读 数 、 位 校 核 但 这 水
１ ００
一
量
９ ０
＊
—
８ ０
幅 魁 ７ ０
６ ０
皿
需
皿 ５０
２
３ ４ ５
６ ７
８ ９ １ １ ０ １
人工观测水 位 （ ｍ） ｃ
４ ０
３０
一
暑
人 工 测 定 湿 度 （％ ）
图 ２ 湿 度 自动 监 测 与人 工 观 测 的 对 比分 析
汤崇军等 ： 自动 监 测 系 统 在 江 西 红壤 坡 地 水 土 流 失 监 测 中 的试 验 应用
・ ９・ ４
测设备具有 获得数据快 、 连续性好 、 精度高 、 差小的特点 。 误 表 １ 各 小区的处理方 式
平， 分析得出两组数据差异不 明显 。
５ ０
４５ ４ ０ ３ ５ — ３ ０
０
５
１ １ ２ ２ ３ ３ ４ ４ ５ ｏ ５ ０ ５ ０ ５ ０ ５ ０
人工记 录雨量 （ ｍ） ｍ
图 ３ 降 雨 量 自动 监 测 与 人 工观 测 的 对 比 分析
选取 ２０ ０ ９年每月 ５ —７日、５ １ 日、５ ７日的 自动监 １— ７ ２ —２
睡 ２ ５
嚣２ ０
选取 ２ ０ ０ ９年 每月 １ —５日的人 工监测 和 自动监测 的温度 、 湿 度数据进行分 析 ， １ 图 ２分别 给 出 了温度 、 图 、 湿度 自动监测 值 与人工测定 值 的相关 关系 。通 过对 自动监 测 与人 工观 测 的
盖１ ５
ｌ ０
温度 、 度数据进行 相关 性分 析 ， 出 自动监 测温 度 与人 工 观 湿 得
监测设备布设 于径 流小 区附近的气象观 测站 内 ， 自动监测 的 在 同时于每 日８时 、４时和 ２ １ ０时进行温度 、 湿度等 气象要素 的人
工 观测 记 录 。
测量分辨 率为 ０ ０ ｍ。土壤墒情监测参数为土壤体积含水量 ． １ｍ
（ ） 量程 ０—１ｏ ， ％ ， ｏ ％ 测量 区域为 围绕 中央探针 直径 ３ｃ 长 ６ ｍ、 ｃ 的圆柱体 内 ， ｍ 稳定时 间在通 电后约 １ 。数据采集管理 系统 ０Ｓ 由 Ｑ Ｃ 一１２型数据采集器 、 ＹＪ ０ 台式电脑主机 、 液晶显示器 、 阳 太 能电板 、 电池 和 Ｑ Ｃ Ｓ Ｆ 蓄 Ｙ Ｊ— Ｏ Ｔ软件 组成 ， 以一 次采集 ６ 可 ０路
２ 试 验 应 用 区域
站 网体系 ， 但站点 的降雨 、 流 、 径 泥沙 、 壤水 等数 据 的 自动 采 土
集工作还相对 薄弱 ， 主要 表现 在采集 设备 陈 旧落后 、 监测水 平 参差不齐 ， 多数技术 指标 的采 集还停 留在 人工 观测 阶段 … ， 实 际操作 中存 在着工作 量大 、 期 长 、 周 人为 因素 影响 大 、 精度 低 、 可靠性差 等问题。因此 ， 引入一 批操作 简单 、 性能 可靠 、 自动化 程度 高的设 备 开 展水 土 流失 自动 监测 具 有 十分 重 要 的意 义 。 在江 西省 进行水土流失动态监测 ， 不仅 可以弥补 我 国南 方红壤 地 区水土保持监测资料 的不足 ， 而且将促 进水 土保持 的现代化 与信息化 。
节 。Ｑ Ｊ ０ ６便携 式地 表坡 面径 流及 泥 沙 自动测量 仪 泥沙 Ｙ Ｌ一 ０
含 量 测 量 范 围 为 １～１０ ｋ／ 径 流 流 量 测 量 范 围 为 ３～ ０ ０ ｇ ｍ 、 ３０ ０ ｍＬ ｓ 测 量 雨 强 范 围 在 ４ ｍ ／ ｉ 内 ， 小 分 度 为 ０ １ｍ ／。 ｍ ｍ ｎ以 最 ． ｍ；
人工观 测水位 （ ｍ） ｃ （ ｃ小区 ｃ ）
出， 自动监 测的雨量 与虹 吸式 雨量 计记 录 的雨 量基 本一 致 ， 虽 然存 在一定误差 ， 经 过 Ｓ Ｓ 但 Ｐ Ｓ方差 分析 ， ０ ０ 以 ． ５为显 著性 水
图 ４ 水位 自动监 测 与人 工 观 测 的 对 比分 析
・
学研究和开发建设项 目水 土流失 监测 的需 要开展 相 关试 验研 究， 主要 实现 降 雨强 度 、 雨时 间 、 流 、 沙 、 度 、 度 、 降 径 泥 温 湿 风 向、 风速 、 土壤墒情和蒸发的多参数 数据 自动监测采 集 ， 获取降 雨过程 中径流泥沙及影响径流泥沙 的因素 的动态 变化过 程 ， 同
１ 自 动监 测 系 统 的 组成 与 性 能 试 验 应 用 的水 土 流 失 自动 监 测 集 成 系 统 ， 括 自主 研 发 的 包
试验应用 区域主要在 江西水 土 保持 生态 科技 园 和部分 开 发建设项 目的水 土流失监 测场地 。试 验应用 的 目的是 ： 结合 水
土保持监测 站点 的监 测要 求开展定点监 测 ， 根据 水土保持 科 并
５ ０・
中国水土保持 Ｓ Ｃ ２ １ ＷＣ ０ ２年第 ４期 雨手段 的使用 ， 不仅能 将红 壤坡 面土壤 侵蚀 发生 机理 、 变化 规 律 和预测预报等科学研究 推向深入 ， 而且能 为开发建 设项 目水 土流失监测 和评价提供科 学依 据 ， 使水 土保持 方案 编制和监 测 工作 的科技含量产生质 的飞跃 。 采用配备水 土流失监 测车 和人 工模 拟降 雨器 等设 备 的人
一 一
１ ０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １
量
一
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１１ Ｉ Ｉ
人工观测水 位 （ ｍ） ｃ
ｆ Ａ小 区 ａ 】
人 工测定 温度 （ ） ℃
图 １ 温度 自动 监 测 与 人 工观 测 的 对 比 分 析