CN205712016U - 一种水位实时监测的生态沟系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水位实时监测的生态沟系统,包括生态沟(1)、水位观测井(2)、水位监测系统(3)和和供电装置(4)。在生态沟(1)的岸坡上开凿水位观测井(2)使井内水位与沟中水位相平,通过水位监测系统(3)监测水位观测井(2)中的水位,间接实现对生态沟(1)中水位的实时监测,使管理者可根据得到的监测信息及时调控沟中水位,使生态沟(1)水位维持在湿地植物对氮磷污染物最有效的去除范围内,同时,供电装置(4)利用太阳能为整套系统供电。本实用新型成本低廉、工程量小且能自动化运行,通过对生态沟水位实时监测,管理者可以及时调控沟中水位,使生态沟水位维持在湿地植物对氮磷污染物最有效的去除范围内,达到高效消解农业面源污染的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业技术领域,具体地说是涉及一种水位实时监测的生态沟系统。
背景技术
随着我国农业灌溉的发展,农业种植中化肥及农药过量施用导致的农业面源污染问题日趋严峻。
在灌区中建设生态沟是现有去除农业面源污染的主要方法之一。通过在生态沟中种植适宜的湿地植物,能有效阻隔外源营养并吸收农田排水中的氮磷污染物,达到去除农业面源污染的目的。研究表明,生态沟中的水位需保持在20cm~60cm范围内,才能使生态沟中的湿地植物有效去除农业面源污染物中的氮磷,然而,生态沟中的水位无法得到实时监测,管理者难以判断生态沟中实时水位而做出及时调控,导致水位过高或过低,不仅使生态沟中湿地植物对氮磷污染物的去除效率下降,同时还可能影响整个生态沟的排洪、排涝能力。因此,构建能对生态沟水位实时监测的系统,对于高效去除农业面源污染具有重要意义。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型提供了一种水位实时监测的生态沟系统,在生态沟岸坡上开凿水位观测井使井内水位与沟中水位相平,通过监测水位观测井中的水位,实现对生态沟中水位的实时监测,使管理者可及时调控沟中水位,使生态沟水位维持在湿地植物对氮磷污染物最有效的去除范围内。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案:
一种水位实时监测的生态沟系统,包括生态沟1、水位观测井2、水位监测系统3和供电装置4;所述生态沟1包括沟底5、边坡6和岸坡7;水位观测井设置在生态沟1的岸坡7上,水位观测井内的水位与生态沟中的水位相平;通过水位监测系统监测水位观测井中的水位,供电装置为水位监测系统提供电能,保证了整套系统在野外环境下能自动化运行,节省了人力管理成本。
进一步的,所述水位监测系统包括依次连接的水位传感器8、单片机9、数据传输模块10和电脑终端11;所述水位传感器8采用压力式水位传感器,垂直安装于所述水位观测井2内且距离井底部3cm~6cm,实时、连续的采集水位数 据。
进一步的,所述水位观测井2由内至外依次包括PVC管层2-3、防渗水布料层2-2和水泥砂浆层2-1;水位观测井2的井口较地面高出5cm~10cm,水位观测井2的井底比生态沟的沟底5深5cm~8cm,且井底与沟底连通,即水位观测井内水位等同于生态沟中水位。
进一步的,所述供电装置包括太阳能组件12和蓄电池13,在适宜的光照强度下太阳能组件可将太阳能转化为电能,经过稳压处理后为蓄电池充电,最终为所述水位监测系统供电。
进一步的,所述沟底5采用草籽和卵石作为混合垫层进行衬砌,草籽发芽生长后可形成可净水的湿地植物;
优选的,草籽和卵石混合垫层厚度为8cm~15cm;
进一步的,所述边坡6和所述沟底5连接,所述边坡采用孔洞蜂窝状混凝土砖块,同时在孔洞内种植湿地植物,不仅可以稳固边坡防止沟坡坍塌,还可通过湿地植物减缓沟内水体流速,增加水力停留时间,更有利于农业面源污染物的去除;
进一步的,所述岸坡7与边坡6连接,宽度为50cm~80cm,行人和农业机械可在其上通行,且可开凿水位观测井对所述生态沟水位进行实时监测。
进一步的,所述PVC管层2-3为所述水位观测井的最内层,所述水位传感器8安装于其中进行水位监测;所述水泥砂浆层2-1为水位观测井最外层,起到保护PVC管层的作用;防渗水布料层2-2介于PVC管层和水泥砂浆层之间,防止水泥砂浆层向PVC管层渗水导致PVC管外壁材料破坏。
优选的,所述数据传输模块采用GPRS通信模块;
优选的,所述太阳能组件采用非晶硅太阳能电池组或薄膜电池组件;
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型成本低廉、工程量小且能自动化运行,通过对生态沟水位实时监测,管理者可以根据监测信息及时调控沟中水位,使生态沟水位维持在湿地植物对氮磷污染物最有效的去除范围内,达到高效消解农业面源污染的目的。
附图说明
图1是本实用新型水位实时监测的生态沟系统的整体结构图;
图2是本实用新型水位实时监测的生态沟系统的工作流程图;
图3是本实用新型水位实时监测的生态沟系统的水位观测井截面图;
其中,1—生态沟,2—水位观测井,3—水位监测系统,4—供电装置,5—边坡,6—边坡,7—岸坡,8—水位传感器,9—单片机,10—数据传输模块,11—电脑终端,12—太阳能组件,13—蓄电池,2-1—水泥砂浆层,2-2—防渗水布料层,2-3—PVC管层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示,本实用新型一种水位实时监测的生态沟系统,包括生态沟1、水位观测井2、水位监测系统3和供电装置4,其中,生态沟1包括沟底5、边坡6和岸坡7,沟底5采用10cm的草籽和卵石的混合垫层进行衬砌,草籽发芽生长后可形成可净水的湿地植物;边坡5采用孔洞蜂窝状混凝土砖块,同时在孔洞内种植湿地植物,选取茭白、美人蕉、莲藕中的一种或多种,用于稳固边坡防止沟坡坍塌,还可通过湿地植物减缓沟内水体流速;岸坡7与边坡6连接,宽度为70cm,其上开凿水位观测井2,并在水位观测井2内投入式安装水位监测系统3,由供电装置4为水位监测系统3供电,保证了整套系统在野外环境下能自动运行,实现对生态沟1水位连续、实时的监测。
如图2所示,生态沟岸坡7上开凿水位观测井2使井内水位与沟中水位相平,通过监测水位观测井2中的水位,实现对生态沟1中水位的实时监测;水位监测系统3包括水位传感器8、单片机9、数据传输模块10、电脑终端11,单片机9与水位传感器8和数据传输模块10连接,水位传感器8采集的水位数据经过所述单片机9转换成数字信号,通过数据传输模块10传输至电脑终端11并显示,管理者可根据当前实时数据对生态沟水位进行调控,实现生态沟水位连续、实时的监测。供电装置4包括太阳能组件12和蓄电池13,在适宜的光照强度下太阳能组件12可将太阳能转化为电能,经过稳压处理后为蓄电池13充电,最终为所述水位监测系统3供电,保证了整套系统在野外环境下能自动化运行,节省了人力管理成本。
如图3所示,水位观测井2包括PVC管层2-3、防渗水布料层2-2和水泥砂浆层2-1,PVC管层为水位观测井2的最内层,水位监测系统3安装于其中进行 水位监测;水泥砂浆层为水位观测井2最外层,起到保护PVC管层的作用;防渗水布料层采用长丝土工布,介于PVC管层和水泥砂浆层之间,防止水泥砂浆层向PVC管层渗水导致PVC管外壁材料破坏。
上述实例中:
水位观测井2井口高出地面5cm,井深大于生态沟8cm,且与生态沟沟底连通,即水位观测井2内水位等同于生态沟1水位;
水位监测系统3中的水位传感器8采用压力式水位传感器,垂直安装于水位观测井2内且距离井底部5cm,可实时、连续的采集水位数据;
本实用新型不限于上述实施方式,本领域技术人员对上述实施方式做出的变更和改变,均不会超出本实用新型的构思和权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种水位实时监测的生态沟系统,其特征在于:包括生态沟(1)、水位观测井(2)、水位监测系统(3)和供电装置(4);所述生态沟(1)包括沟底(5)、边坡(6)和岸坡(7);水位观测井设置在生态沟(1)的岸坡(7)上,水位观测井内的水位与生态沟中的水位相平;通过水位监测系统监测水位观测井中的水位,供电装置为水位监测系统提供电能。
2.根据权利要求1所述一种水位实时监测的生态沟系统,其特征在于:
所述水位监测系统包括依次连接的水位传感器(8)、单片机(9)、数据传输模块(10)和电脑终端(11);所述水位传感器(8)采用压力式水位传感器,垂直安装于所述水位观测井(2)内且距离井底部3cm~6cm,实时、连续的采集水位数据。
3.根据权利要求2所述一种水位实时监测的生态沟系统,其特征在于:
所述水位观测井(2)由内至外依次包括PVC管层(2-3)、防渗水布料层(2-2)和水泥砂浆层(2-1);水位观测井(2)的井口较地面高出5cm~10cm,水位观测井(2)的井底比生态沟的沟底(5)深5cm~8cm,且井底与沟底连通,即水位观测井内水位等同于生态沟中水位。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种水位实时监测的生态沟系统,其特征在于:
所述供电装置包括太阳能组件(12)和蓄电池(13),在适宜的光照强度下太阳能组件可将太阳能转化为电能,经过稳压处理后为蓄电池充电,最终为所述水位监测系统供电。
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CN107990936A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-04 | 武汉大学 | 一种水稻需水量一体化观测系统 |
CN112797958A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 中国地质科学院岩溶地质研究所 | 一种基于岩溶地下河系统的岩溶湿地水资源调蓄方法 |
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2016
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CN107990936B (zh) * | 2017-11-27 | 2019-07-23 | 武汉大学 | 一种水稻需水量一体化观测系统 |
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