農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術提供一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，屬于環(huán)境科學和農田生態(tài)學研究設備領域。該系統(tǒng)包括：用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于從所述梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)；用于監(jiān)測所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)；用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理與存儲的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；與所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相連、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)。本實用新型專利技術的技術方案能夠對農業(yè)面源污染負荷及其產(chǎn)生過程進行自動取樣與監(jiān)測。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及環(huán)境科學和農田生態(tài)學研究設備領域，特別是指一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)。
技術介紹
在目前的研究工作中，污染監(jiān)測工作可分為人為定點監(jiān)測和自動監(jiān)測。定點監(jiān)測費時、費力，對于特殊條件(如降水)或特殊區(qū)域的污染監(jiān)測則顯得較為滯后，力不從心。因此，自動監(jiān)測日益成為污染監(jiān)測的主導，人為定點監(jiān)測作為輔助手段，這是目前污染監(jiān)測工作的總體趨勢。在自動污染監(jiān)測工作中，又以點源污染監(jiān)測為主。因其污染源固定、污染排放集中，故監(jiān)測較為容易。點源污染的自動監(jiān)測體系被環(huán)保部門廣泛應用于各地污染企業(yè)的監(jiān)測，并達到自動監(jiān)測與預警預報一體化，當企業(yè)排污超標時，系統(tǒng)就會報警通知相關人員。相對于點源污染，面源污染具有較大不確定性，主要體現(xiàn)在時間不確定、地點不確定、污染物不確定、范圍不確定、污染負荷不確定等方面。因此相較于點源監(jiān)測，其監(jiān)測存在一定困難，目前也很少有面源污染自動監(jiān)測體系，或其監(jiān)測手段還不成熟。
技術實現(xiàn)思路
本技術要解決的技術問題是提供一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，能夠對農業(yè)面源污染負荷及其產(chǎn)生過程進行自動取樣與監(jiān)測。為解決上述技術問題，本技術的實施例提供技術方案如下一方面，提供一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，包括用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于從所述梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)；用于監(jiān)測所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)；與所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)分別相連、用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；與所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相連、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)。進一步地，所述太陽能供電子系統(tǒng)包括用于將太陽能轉換成電能并儲存，直接為所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)供電，并通過所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)為所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)供電的太陽能電池板。進一步地，所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)包括用于監(jiān)測降雨及降雨過程，儲存降雨數(shù)據(jù)并將降雨數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的自動雨量計。進一步地,所述自動雨量計的最小監(jiān)測雨量為0. 5_。進一步地，所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)包括用于匯集農業(yè)面源污染徑流的梯形堰；固定在所述梯形堰的側壁上、用于感應和監(jiān)測所述梯形堰中農業(yè)面源污染徑流的流量，并將流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的在線流量自動監(jiān)測探頭。進一步地，所述在線流量自動監(jiān)測探頭具體用于在農業(yè)面源污染徑流的流速不低于0. 01m/s時，傳輸流速信號給所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，作為開啟所述在線取樣子系統(tǒng)和面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)的指令。進一步地，所述梯形堰為復合梯形堰，所述梯形堰的下梯形為60°等腰梯形，所述梯形堰的上梯形為45°等腰梯形；所述梯形堰的入口處設置有用于阻擋懸浮物的柵格；所述梯形堰的下梯形側面包括一傾角為10°、用于放置探頭的凹槽，所述凹槽的槽口下水平線距離所述梯形堰堰底0. Im,所述凹槽的槽口覆蓋有鐵絲網(wǎng)。進一步地，所述在線取樣子系統(tǒng)包括置于所述梯形堰的凹槽內、用于采集所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流并去除其中的懸浮物的采樣探頭；與所述采樣探頭相連、用于根據(jù)所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的指令控制水泵的開啟，按照預設采樣時間間隔采取水樣的取樣裝置。進一步地，所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)包括置于所述梯形堰的凹槽內、用于在降雨時段內測定所述梯形堰中農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標，記錄并儲存指標數(shù)據(jù)，將指標數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的面源污染指標在線監(jiān)測探頭。進一步地，所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給工作人員的GPRS發(fā)射器；與所述GPRS發(fā)射器相連、用于分配所述太陽能供電子系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏俊南噙B的子系統(tǒng)獲取和儲存數(shù)據(jù)、并將數(shù)據(jù)傳輸給所述GPRS發(fā)射器的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理芯片。進一步地，所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理芯片具體用于將所述太陽能供電子系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏糠峙浣o所述GPRS發(fā)射器、所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)；所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理芯片還用于在接收到所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)的降雨信號后，開啟所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)，并在接收到所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)的流速信號后，開啟所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)，并設定所述在線取樣子系統(tǒng)的采樣時間間隔，控制所述在線取樣子系統(tǒng)進行農業(yè)面源污染徑流的采樣；所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理芯片還用于接收并儲存來自所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)以及所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將收集到的數(shù)據(jù)傳輸給所述GPRS發(fā)射器。本技術的實施例具有以下有益效果上述方案中，農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)由用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、用于從所述梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)、用于監(jiān)測所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)、用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)組成。通過本技術的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)可以對農業(yè)面源污染負荷及其產(chǎn)生過程進行自動取樣與監(jiān)測，并且組成該系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)可自行拆卸，方便攜帶和野外安裝。附圖說明圖I為本技術實施例的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本技術實施例的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)和在線取樣子系統(tǒng)的探頭安裝示意圖；圖3為本技術實施例的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的交互示意圖。具體實施方式為使本技術的實施例要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本技術的實施例針對現(xiàn)有技術中未能有效自動監(jiān)測面源污染的問題，提供一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，能夠對農業(yè)面源污染負荷及其產(chǎn)生過程進行自動取樣與監(jiān)測。圖I為本技術實施例的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)的結構示意圖,如圖I所示，本實施例包括用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)20 ；用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)40 ；用于從梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)50 ；用于監(jiān)測梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)60 ；與雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)20、流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)40、在線取樣子系統(tǒng)50和面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)60分別相連、用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)30 ；與系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)30相連、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)10。其中，太陽能供電子系統(tǒng)10包括太陽能電池本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)；用于從所述梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)；用于監(jiān)測所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)；與所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)分別相連、用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理與存儲的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；與所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相連、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)。

【技術特征摘要】
1.一種農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于監(jiān)測雨量及降雨過程的雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)； 用于監(jiān)測匯集到梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)； 用于從所述梯形堰中獲取農業(yè)面源污染徑流的水樣的在線取樣子系統(tǒng)； 用于監(jiān)測所述梯形堰中的農業(yè)面源污染徑流的預設面源污染指標的面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)； 與所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)分別相連、用于從相連的子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)并對獲取到的數(shù)據(jù)進行處理與存儲的系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)； 與所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相連、用于為上述各個子系統(tǒng)供電的太陽能供電子系統(tǒng)。2.根據(jù)權利要求I所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能供電子系統(tǒng)包括 用于將太陽能轉換成電能并儲存，直接為所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)供電，并通過所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)為所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)、所述在線取樣子系統(tǒng)和所述面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)供電的太陽能電池板。3.根據(jù)權利要求I所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述雨量自動監(jiān)測子系統(tǒng)包括 用于監(jiān)測降雨及降雨過程，儲存降雨數(shù)據(jù)并將降雨數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的自動雨量計。4.根據(jù)權利要求3所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述自動雨量計的最小監(jiān)測雨量為O. 5mm。5.根據(jù)權利要求I所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述流量自動監(jiān)測子系統(tǒng)包括 用于匯集農業(yè)面源污染徑流的梯形堰； 固定在所述梯形堰的側壁上、用于感應和監(jiān)測所述梯形堰中農業(yè)面源污染徑流的流量，并將流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的在線流量自動監(jiān)測探頭。6.根據(jù)權利要求5所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述在線流量自動監(jiān)測探頭具體用于在農業(yè)面源污染徑流的流速不低于O. Olm/s時，傳輸流速信號給所述系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，作為開啟所述在線取樣子系統(tǒng)和面源污染指標在線監(jiān)測子系統(tǒng)的指令。7.根據(jù)權利要求5所述的農業(yè)面源污染在線監(jiān)測與自動取樣系統(tǒng)，其特征在于，所述梯形堰為復合梯形堰，所述梯形堰的下...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：嚴登華，肖偉華，沈敏，王浩，翁白莎，王青，王剛，吳迪，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院，江蘇美淼環(huán)保科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：