CN109521183B - 一种坡面水土流失量测量仪及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种坡面水土流失量测量仪及其使用方法，包括下架立杆、上架立杆、定位杆、固设在上架立杆上端的定位球、激光测距器、设置在下架立杆和上架立杆之间的水平调整结构，所述定位杆的首端与定位球转动连接，所述激光测距器垂直安装在定位杆的尾端；所述定位杆的转动轨迹所在平面与激光测距器的测距方向相互垂直。本发明将激光测距技术应用到水土保持监测工作中，首先对监测坡面的前期数据进行采集，对比计算定期采集的坡面数据，监测出坡面水土流失量等指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种坡面水土流失量测量仪及其使用方法，属于水土保持监测技术领域。
背景技术
传统的开发建设项目水土保持监测工作是人工定期将所需监测的各个仪器带至监测点，各仪器独立工作，并将监测结果进行记录的方式。该方法要求测量人员定期到达现场进行监测，同时每次需携带大量仪器设备，而且，人工测量、记录存在较大误差和诸多不确定性因素，严重影响监测的准确性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种坡面水土流失量测量仪及其使用方法，具体技术方案如下：
一种坡面水土流失量测量仪，包括下架立杆、上架立杆、定位杆、固设在上架立杆上端的定位球、激光测距器、设置在下架立杆和上架立杆之间的水平调整结构，所述定位杆的首端与定位球转动连接，所述激光测距器垂直安装在定位杆的尾端；所述定位杆的转动轨迹所在平面与激光测距器的测距方向相互垂直。
作为上述技术方案的改进，还包括数据传送模块和数据存储模块，所述激光测距器采集测量距离数据，通过数据传送模块将相关数据传送至数据存储模块。
作为上述技术方案的改进，所述水平调整结构包括底盘、顶盘，所述上架立杆的下端与顶盘固定连接，所述下架立杆的上端与底盘固定连接，所述上架立杆与顶盘垂直，所述顶盘的上表面固设有圆水准器，所述顶盘和底盘之间设置有调整顶盘水平度的脚螺旋。
作为上述技术方案的改进，所述下架立杆的下端固设有定位块。在距离测量坡开阔稳固安全位置处事先制作基座，该基座可利用混凝土制成；在基座表面设置有与定位块相适配的定位孔，所述定位孔为盲孔结构；所述定位块与定位孔配合完成下架立杆与基座之间的定向安装。通过定位块与定位孔的配合，使得每次测量的方位保持一致。
作为上述技术方案的改进，所述下架立杆和定位杆均采用伸缩杆制成。
作为上述技术方案的改进，所述定位球的表面沿着定位杆转动方向设置有角刻度标线。
作为上述技术方案的改进，所述定位球安装有锁紧装置。
作为上述技术方案的改进，所述锁紧装置为锁紧螺栓，所述锁紧螺栓通过螺纹连接的方式来将定位杆的首端与定位球给锁紧。
一种坡面水土流失量测量仪的使用方法，将定位块卡入定位孔使得下架立杆的下端固定在基座，通过调整脚螺旋使得圆水准器中气泡居中，通过调整下架立杆和定位杆之间的夹角x及定位杆的长度y，通过激光测距器采集测量距离数据，相关数据通过数据传送模块传送至数据存储模块，通过设定不同的x、y来完成对监测坡面的前期数据进行采集；间隔一定时间之后，设置同样的x、y再次测量，测量对比计算定期采集的坡面数据，监测出坡面水土流失量指标。
本发明的有益效果：
1)、激光测距能够远距离测量，能够适应不同坡型的监测。
2)、本发明仪器精简，便于携带，操作简便，测量精度高。
3)、与简易坡面测量法相比，不需在坡面上布置传感器或测钉，不易丢失，且测量点密度更大，更能保证实验和测量结果。
4)、与坡面侵蚀沟测量法相比，不仅能测量形成侵蚀沟的坡面，更能测量并未形成侵蚀沟的坡面，且比起传统的侵蚀沟法用皮尺测量，更加精确实用。
5)、与沉沙池法相比较，不需要开发排水沟和沉沙池，减少人为扰动带来的误差。
6)、与径流小区法相比，不需要花费大的人力物力专门布设径流小区，且不会由于对径流小区的保护影响工程施工进度，更适用于建设生产项目。
7)、计算方法采用微元网格法(只有测量点较密集的仪器才可采用此法)，不用考虑传统方法坡度测量产生的误差。
附图说明
图1为本发明所述坡面水土流失量测量仪的结构示意图；
图2为本发明所述定位杆、定位球和激光测距器的连接示意图(俯视状态)；
图3为本发明所述基座的结构示意图(俯视状态)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、2所示，所述坡面水土流失量测量仪包括下架立杆10、上架立杆11、定位杆20、固设在上架立杆11上端的定位球30、激光测距器40、设置在下架立杆10和上架立杆11之间的水平调整结构，所述定位杆20的首端与定位球30转动连接，所述激光测距器40垂直安装在定位杆20的尾端；所述定位杆20的转动轨迹所在平面与激光测距器40的测距方向相互垂直。所述坡面水土流失量测量仪，还包括数据传送模块和数据存储模块，所述激光测距器40采集测量距离数据，通过数据传送模块将相关数据传送至数据存储模块。
进一步地，所述水平调整结构包括底盘51、顶盘52，所述上架立杆11的下端与顶盘52固定连接，所述下架立杆10的上端与底盘51固定连接，所述上架立杆11与顶盘52垂直，所述顶盘52的上表面固设有圆水准器53，所述顶盘52和底盘51之间设置有调整顶盘52水平度的脚螺旋54。
进一步地，如图3所示，所述下架立杆10的下端固设有定位块12，所述下架立杆10的下方设置有基座13，所述基座13的上表面设置有与定位块12相适配的定位孔131，所述定位孔131为盲孔。通过定位块12与定位孔131的配合，使得每次测量的方位一致。
进一步地，所述下架立杆10和定位杆20均采用伸缩杆制成。
进一步地，所述定位球30的表面沿着定位杆20转动方向设置有角刻度标线。所述定位杆20能够360°转动，角刻度标线的设置方便观察转动角度的大小。
所述坡面水土流失量测量仪的使用方法，将定位块12卡入定位孔131使得下架立杆10的下端固定在基座13，通过调整脚螺旋54使得圆水准器53中气泡居中，通过调整下架立杆10和定位杆20之间的夹角x及定位杆20的长度y，通过激光测距器40采集测量距离数据，相关数据通过数据传送模块传送至数据存储模块，通过设定不同的x、y来完成对监测坡面的前期数据进行采集；间隔一定时间之后，设置同样的x、y再次测量，测量对比计算定期采集的坡面数据，监测出坡面水土流失量指标。其中，在测量过程中，一次测量用多个测量半径，测量点充满最大测量半径内部；下架立杆10和定位杆20的长度可调整，以便调节最大测量半径。
在距离测量坡开阔稳固安全位置处事先制作基座13，该基座13可利用混凝土制成。其中，在距离测量坡开阔稳固安全位置处制作基座13具有如下优点：距离测量坡开阔稳固安全位置处具有视野开阔、方便测量，且不会下沉有水土流失，符合激光测量要求，最大程度降低测量的系统误差。
实施例2
所述伸缩杆是电动推杆、线性电机中的一种。电动推杆或线性电机均能够进行往复式直线运动，这其能够用作伸缩杆。伸缩杆进行伸长或缩短来使得所述坡面水土流失量测量仪能够应用于多类型坡面的测量，提高所述坡面水土流失量测量仪的应用范围以及应用度。
实施例3
在测量作业时，为避免激光测距器40发生偏移。所述定位球30安装有锁紧装置。在调整好激光测距器40的位置后，利用锁紧装置将定位杆20的首端与定位球30给锁紧，从而避免在测量作业过程中激光测距器40发生偏移，保证测量的结果的精确。
其中，所述锁紧装置可设计为锁紧螺栓，所述锁紧螺栓通过螺纹连接的方式来将定位杆20的首端与定位球30给锁紧。
在上述实施例中，所述坡面水土流失量测量仪与现有技术相比，具有如下优势：
1)、激光测距能够远距离测量，能够适应不同坡型的监测。
2)、本发明仪器精简，便于携带，操作简便，测量精度高。
3)、与简易坡面测量法相比，不需在坡面上布置传感器或测钉，不易丢失，且测量点密度更大，更能保证实验和测量结果。
4)、与坡面侵蚀沟测量法相比，不仅能测量形成侵蚀沟的坡面，更能测量并未形成侵蚀沟的坡面，且比起传统的侵蚀沟法用皮尺测量，更加精确实用。
5)、与沉沙池法相比较，不需要开发排水沟和沉沙池，减少人为扰动带来的误差。
6)、与径流小区法相比，不需要花费大的人力物力专门布设径流小区，且不会由于对径流小区的保护影响工程施工进度，更适用于建设生产项目。
7)、计算方法采用微元网格法(只有测量点较密集的仪器才可采用此法)，不用考虑传统方法坡度测量产生的误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种坡面水土流失量测量仪，其特征在于：包括下架立杆（10）、上架立杆（11）、定位杆（20）、固设在上架立杆（11）上端的定位球（30）、激光测距器（40）、设置在下架立杆（10）和上架立杆（11）之间的水平调整结构，所述定位杆（20）的首端与定位球（30）转动连接，所述激光测距器（40）垂直安装在定位杆（20）的尾端；所述定位杆（20）的转动轨迹所在平面与激光测距器（40）的测距方向相互垂直；
还包括数据传送模块和数据存储模块，所述激光测距器（40）采集测量距离数据，通过数据传送模块将相关数据传送至数据存储模块；
所述水平调整结构包括底盘（51）、顶盘（52），所述上架立杆（11）的下端与顶盘（52）固定连接，所述下架立杆（10）的上端与底盘（51）固定连接，所述上架立杆（11）与顶盘（52）垂直，所述顶盘（52）的上表面固设有圆水准器（53），所述顶盘（52）和底盘（51）之间设置有调整顶盘（52）水平度的脚螺旋（54）；
所述下架立杆（10）的下端固设有定位块（12），所述下架立杆（10）的下方设置有基座（13），所述基座（13）的上表面设置有与定位块（12）相适配的定位孔（131），所述定位孔（131）为盲孔；
所述下架立杆（10）和定位杆（20）均采用伸缩杆制成；
将定位块（12）卡入定位孔（131）使得下架立杆（10）的下端固定在基座（13），通过调整脚螺旋（54）使得圆水准器（53）中气泡居中，通过调整下架立杆（10）和定位杆（20）之间的夹角x及定位杆（20）的长度y，通过激光测距器（40）采集测量距离数据，相关数据通过数据传送模块传送至数据存储模块，通过设定不同的x、y来完成对监测坡面的前期数据进行采集；间隔一定时间之后，设置同样的x、y再次测量，测量对比计算定期采集的坡面数据，监测出坡面水土流失量指标。
2.根据权利要求1所述的一种坡面水土流失量测量仪，其特征在于：所述定位球（30）的表面沿着定位杆（20）转动方向设置有角刻度标线。
3.根据权利要求1所述的一种坡面水土流失量测量仪，其特征在于：所述定位球（30）安装有锁紧装置。
4.根据权利要求3所述的一种坡面水土流失量测量仪，其特征在于：所述锁紧装置为锁紧螺栓，所述锁紧螺栓通过螺纹连接的方式来将定位杆（20）的首端与定位球（30）给锁紧。
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