SCPS 水土流失監(jiān)測管理系統(tǒng)是由SCPS水土流失監(jiān)測管理軟件以及若干數(shù)據(jù)測量、采集單元組成。各單元通過原位或者取樣對氣象、降雨、土壤物理特性、坡面徑流和流量、水質(zhì)等參數(shù)進(jìn)行測量，然后匯集到監(jiān)測管理軟件，監(jiān)測管理軟件針對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合測試分析，動態(tài)監(jiān)測水土的流失情況，并對所有監(jiān)測信息進(jìn)行管理。

系統(tǒng)組成：

一、SCPS水土流失監(jiān)測管理平臺

1.1、SCPS水土流失監(jiān)測管理軟件

該軟件通過收集各單元的各項數(shù)據(jù)，進(jìn)行整理、綜合分析，結(jié)合監(jiān)測地區(qū)的其他物理特性，對水土流失進(jìn)行監(jiān)測、管理，并對所有信息進(jìn)行上報，從而為農(nóng)業(yè)以及其他部門提供相關(guān)的參考資料，指導(dǎo)環(huán)境的保護(hù)以及修復(fù)。

二、取樣單元

2.1、手動環(huán)境土壤取樣部件

8.26cm環(huán)境取樣套件，包括：8.26cm不銹鋼常規(guī)鉆頭，8.26cm不銹鋼泥鉆頭，8.26cm不銹鋼沙鉆頭，5.08cmx15.24cm分裂芯取樣器，滑動錘，3個121.92cm的不銹鋼延長桿，不銹鋼十字手柄，萬用扳手，5.08cmx30.48cm不銹鋼刷，2個新月型扳手，防撞便攜箱。

2.2、手控分層地表水取樣部件

通過手動控制閥門的開關(guān)，可以在任一深度去地表水的水樣，最深25’，給進(jìn)一步的研究提供幫助。

三、土壤物理特性監(jiān)測單元

3.1、TDR土壤水分測量部件（測量土壤水分）

表層傳感器測量范圍：0-100％

表層傳感器測量精度: 1％（0-40％時），2％（40-70％時）

表層傳感器電導(dǎo)率適用范圍：0..2dS/m容積水電導(dǎo)率，

0..10dS/m孔隙水電導(dǎo)率

表層傳感器重復(fù)測量精度：±0.3 ％

剖面?zhèn)鞲衅鳒y量范圍: 0—60％

剖面?zhèn)鞲衅鳒y量精度: 2％（0-40％時），3％（40-60％時）

剖面?zhèn)鞲衅麟妼?dǎo)率適用范圍：0..2dS/m容積水電導(dǎo)率，0..10dS/m孔隙水電導(dǎo)率

3.2、土壤入滲測量部件（測量土壤導(dǎo)水率）

滲透室直接位于土壤表面，無需專門接觸層，也不需要土壤表面預(yù)處理

滲透室壓力由“馬里奧特”供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)

土壤表面上壓力可以在零和任何負(fù)壓間調(diào)節(jié)，直到土壤起泡點

土壤表面上壓力及起泡點可以通過U型管壓力計直接測量出來，且精度達(dá)到1毫米

導(dǎo)水率的計算基于WOODING平衡方程

“馬里奧特”供水系統(tǒng)：容積5升

小滲透室：直徑16厘米

大滲透室：直徑24厘米

U型管壓力計：+25厘米... 0 ... -25厘米

3.3、土壤水分特征曲線測量部件（測量土壤水分特征曲線）

受水壓平衡時間限制壓力設(shè)定不同壓力梯度；

水分變化曲線的累積，當(dāng)前壓力階段自動更新曾現(xiàn)LCD圖表；

在LCD圖表上用戶可在任何時間能檢查過程參數(shù)；

流量數(shù)據(jù)可以用來估算非飽和導(dǎo)水率；

提供土壤滯后作用的數(shù)據(jù)；

在測試期間土樣不受擾動；

稱重誤差可以消除；

達(dá)四次連續(xù)干濕循環(huán)；

在每個壓力階段系統(tǒng)都達(dá)到平衡；
壓力增量高達(dá)50個梯度，每個梯度調(diào)整1mm增量，1~1000mm

流量測量精度 0.1ml

每次試驗土樣數(shù) 1個

每次實驗時間 取決于土樣類型，一般為幾天時間

干濕循環(huán)次數(shù)1到4次

3.4、多參數(shù)土壤監(jiān)測部件（測量土壤溫度、水分、電導(dǎo)率）

介電常數(shù)測量范圍：1-78（空氣為1，蒸餾水為78），精度：±1.5％ 或 ±0.2；

土壤水分測量范圍：0-飽和，精度：±3％Vol 典型

電導(dǎo)率測量范圍：0.01-1.5 S/m，精度：優(yōu)于± 2.0％ 或 ±0.005S/m

溫度測量范圍：-10 - 65℃，精度：±0.1℃

四、水質(zhì)監(jiān)測單元

4.1野外水質(zhì)測量部件（測量各種水質(zhì)）

水位 0-5/10/20/30m   最大500m ±0.1％ 溫度 -5-50℃ ±0.1℃ 電導(dǎo)率 0-200ms/cm ±0.5％ 總鹽 0-70 ±0.2(<16)   ±0.8％(>16) TDS 0-200000ppm 　 溶氧 0-40mg/L ±0.5％ 或0-400％ pH值 0-14 ±0.1pH 氧化還原電位 ±1200mV ±10mV 濁度 0-1000NTU ±0.3NTU(0-10NTU) ±3％(10-1000NTU) 硝酸鹽 0.4-60000mg/l ±2mg-40mg/l 銨電極 0.2-18000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l) 氨電極 0.01-17000mg/l ±2mg/l(<10mg/l)   ±2％(>10mg/l) 葉綠素 0.03-500μg/l ±0.1μg/l (<3μg/l)  ±3％(>3μg/l) 若丹明 0.04-1000ppb RWT ±0.02μg/l (<6μg/l)  ±3％(>6μg/l) 藻類 150-2000000cell/ml ±500cell/ml(0-1500cell/ml) ±3％(>1500cell/ml) 氯化物 1-35000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l) 鈉離子 0.02-20000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l) 鈣離子 0.5-40000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l) 鉀離子 0.4-39000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l) 氟化物 0.2-20000mg/l ±2mg/l(<40mg/l)   ±5％(>40mg/l)

五、地表徑流單元

5.1水蝕測量部件（監(jiān)測水蝕情況）

用于徑流場收集徑流樣品、徑流流速與流量的測量；

用于小范圍山體滑坡徑流監(jiān)測；

用于地質(zhì)災(zāi)害研究；

用于水利學(xué)試驗研究；

用于生態(tài)學(xué)野外監(jiān)測；

用于林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)研究；

用于山體小流域水利變化研究等。

本部件應(yīng)用一種導(dǎo)流分散裝置，測量與收集試驗樣品，研究徑流物的成分，同時利用自動采集器記錄徑流發(fā)生的時間，測量徑流量與

徑流強(qiáng)度。

記錄與侵蝕過程相關(guān)的水利學(xué)參數(shù)；

記錄表層徑流的開始時間和強(qiáng)度，自動間隔采樣，采集的樣品可以用于徑流物和沉淀物的濃度分級，可收集沉淀物；

軟件可以控制并記錄相應(yīng)的采樣瓶收集的量與階段。

根據(jù)選配的硬件不同可以采用徑流量分配器，可在單個測點采樣，也可在3 公頃范圍內(nèi)的集水處采樣；

導(dǎo)流槽3米，分為兩個部分，下部口徑為：35mm，上部口徑為：52mm；

流量測量裝置分為兩個，一個為1升，另一個為3升；

六、氣象監(jiān)測單元

6.1氣象參數(shù)監(jiān)測部件（測量多種氣象參數(shù)）

風(fēng)向：測量范圍：0-360°（1°電子補(bǔ)償）；精度：±2°；啟動風(fēng)速：0.6 m/s

風(fēng)速傳感器：測量范圍：0.5-60m/s；

溫度：測量范圍：-40到+60℃；精度：±0.2℃；分辨率：0.1℃

相對濕度：測量范圍：0-100％；精度：<±2％；分辨率：0.3％；

總輻射：光譜范圍：400-1050nm；測量范圍：0-2000 W/m2；精度：±3％；敏感度：典型10uV/W/m2；反應(yīng)時間：3us；工作溫度：-10

到+60℃

水位傳感器、蒸發(fā)皿（E601）

七、風(fēng)蝕監(jiān)測單元

7.1風(fēng)蝕測量部件（監(jiān)測風(fēng)蝕情況）

自動沉淀物收集器

風(fēng)剖面沉淀物隨時間變化的累計量

分析風(fēng)蝕物的成分

可選部分：

取樣單元：

預(yù)打孔動力土壤取樣部件

快速取樣套件內(nèi)包括需要快速鉆孔9英尺深（依賴于土壤條件），可以垂直或者有角度的鉆洞。鉆頭的基底部分由鎢碳化合物所制，增加抗磨性。組件包括：Bosch充電鉆1個，直徑為2英寸3英尺長的內(nèi)絲螺紋刨光尖頭1個，兩個直徑為2英寸3英尺長內(nèi)絲延長桿，三個4英寸延長桿，碳化物鉆頭，直徑1-1/2英寸6英寸長的取樣器一個，滑動錘一個，螺旋鉆適配器，清除土壤刷，充電鉆攜帶包，其他配件裝載塑料箱。

土壤物理特性監(jiān)測單元

土壤粒徑分析部件（測量土壤粒徑）

采用國際土壤學(xué)會唯一承認(rèn)的測量原理：沉降法

土壤懸浮液攪拌時間、溫度（25℃）、沉降時間、樣品抽取深度及移液量自動精確控制

1天可以自動完成12個樣品4個粒徑范圍的測量

操作臂：X-axis: 1290mm，Y-axis: 990mm， Z-axis: Z1（自動攪拌軸）: 790mm、 Z2（移液管軸）: 490mm

測量標(biāo)準(zhǔn)（25℃）

?美國標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）：F1：20cm80s；F2：10cm6h52m52s

?歐洲標(biāo)準(zhǔn)（DIN ISO）：F1：20cm49s； F2：10cm4m7s；F3：10cm45m52s；F4：10cm6h52m50s

離子分析部件（測量各種離子濃度）

該部件用于測量水、廢水、土壤、植物、飲料、工業(yè)樣品。如用于水、廢水的以下參數(shù)測量

以下為可供選擇的參數(shù)以及相關(guān)指標(biāo)

指標(biāo) 方法序號 參考標(biāo)準(zhǔn) 比色管 檢測范圍 檢測限 Alkalinity堿度   EASY-Alk-01 EPA n. 310.2 10 mm; 0 – 200 mg/l 4 ppm N-NH3氨態(tài)氮 EASY-NH3-01 EPA n. 350.1; 10 mm; 0 – 0.5/1/2/10 mg/l 0.016 ppm Cl-氯離子 EPA n. 325.2; EASY-Cl-01 10 mm; 0 –100/300/600 mg/l 1.6 ppm Cr6+六價鉻 3500-Cr D. EASY-Cr-01 10 mm 0 – 0.1/0.5/1.0 mg/l  0.0014 ppm Cyanide氰化物 EPA n. 335.2)   EASY-Cn-01 10 mm; 0-0.5/1 mg/L 0.009 ppm Hardness硬度 EPA n. 130.1; EASY-Hard-01 10 mm 0 – 40/200 mg/l 6 ppm Fe2+可容鐵 N/A EASY-Fe-01 10 mm 0 –1/5 mg/l 0.05 ppm N-NO2亞硝酸鹽 EPA n. 353.1; EASY-NO2-01 10 mm; 0 – 0.2/0.5/2/5 mg/l N-NO2; 2 ppb 硝酸鹽+亞硝酸鹽 ，肼還原 EPA n. 353.1; EASY-NO3-01 10 mm 0 – 10/15/30/60 mg/l 0.09 ppm 硝酸鹽+亞硝酸鹽，鎘柱還原 EPA n. 353.2;   EASY-NO3-01   10 mm Range 0 – 5/15/30/60 mg/l N-NO3; 0.03 ppm P-PO4磷酸根 EPA n. 365.1; EASY-PO4-01 10 mm 0 –1/5 mg/l 0.006 ppm Phenols酚 EPA n. 420.2) EASY-Fen-01 20 mm; 0 – 0.5/1 mg/l; 0.006 ppm Silicate硅酸鹽 EPA n. 370.1; EASY-SiO2-01 10 mm; 0 –10/60 mg/l SiO2; 0.3 ppm TP總磷 EPA n. 365.3; EASY-TP-01 10 mm; 0 –1/5/10 mg/l 0.028 ppm TN總氮 EPA n. 351.2; EASY-TN-01 10 mm; 0 –5/10/20/30 mg/l 0.15 ppm

微地貌成像單元

地貌成像部件（地貌成像）

用于評估土壤的水蝕和風(fēng)蝕情況以及水流的影響；用于研究表面水流、氣體交換和滲透；考察土壤保水能力，研究種床、地理統(tǒng)計、粗糙度、濕度等。確定土質(zhì)的物理和化學(xué)特性前后，分析土壤的性能總會受到因確定土質(zhì)物理和機(jī)械性能而導(dǎo)致的機(jī)械限制。用于評價最初和最終條件的手段，能夠得到土壤的高度、土壤濕度、表面規(guī)則性、宏觀孔性（土壤樣本中的顆粒尺寸分布）、粗糙度等這些參數(shù)。

最長測量時間：2.5小時（面積1m2，步長5mm時）

激光測距器分辨率：+/- 1mmZ軸分辨率：+/- 2mmX、Y軸分辨率：+/- 2mm不受被測物顏色的影響白天測量，日光下測量 不受空氣溫度的影響可在海拔0-3000m測量

國外應(yīng)用：

LITERATURVERZEICHNIS (STAND: 26.01.99)

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