可测地表径流的雨量计、雨量自动监测系统及工作方法与流程

1.本发明属于气象测量技术领域，具体涉及可测地表径流的雨量计及雨量监测系统及工作方法。


背景技术：

2.雨量和地表径流量是降水时气象监测的重要指标。在降雨时，地表径流量增大，当地表径流量过大时会造成水土流失，甚至洪水、泥石流等危害，但传统的雨量计只检测雨量，传统的地表径流装置只检测地表径流量，信息对于降水指标及灾害防治均不够全面。因此，如果要实现地表径流和雨量同时检测，需要分别安装两种检测设备。
3.并且有时候雨量计所埋放的地势存在斜坡的情况，由于斜坡会造成降水量、地表径流量出现偏差。
4.基于上述问题，需要设计一种新的可测地表径流的雨量计、雨量监测系统及工作方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种可测地表径流的雨量计、雨量监测系统及工作方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可测地表径流的雨量计，包括：集水装置，其设置在地表，且设置有相应集水区以收集雨水、地表径流；引流装置，其埋设于与地表土壤中并与集水装置连接，适于将收集的雨水或地表径流引入检测装置；检测装置，适用于分别检测降水量、地表径流量；以及姿态检测模块，用于检测雨量计的埋置姿态；处理器模块，与检测装置和姿态检测模块电性连接，并根据埋置姿态对检测的地表径流量数据进行补偿。
7.进一步的，所述集水装置包括：雨水集水区和径流集水区；其中所述雨水集水区为一平台部，所述径流集水区内设置有径流收集部；所述平台部与径流收集部采用一体结构；所述平台部设置有雨量漏斗；所述雨量漏斗的开口边沿设置有雨水排出槽，并且所述雨水排出槽向平台部的边沿延伸，以形成泄流通道。
8.进一步的，所述径流收集部为矩形开口，所述径流收集部对应的流出口设有溢流挡板和径流入水口；所述溢流挡板的上边沿与地表齐平；所述径流收集部收集的水量通过溢流挡板进入径流入水口后流入引流装置。
9.进一步，当地表呈一定坡度时，所述姿态检测模块检测雨量计的倾斜角度；所述处理器模块根据倾斜角度补偿地表径流量，以获得在上述坡度条件下地表径流的实际流量数据。
10.进一步的，所述引流装置包括独立设置的两根引流管，以分别与检测装置中的相应集水腔相连；两集水腔内均设置有液位计，以分别检测降水量、地表径流量。
11.进一步的，所述雨量计还包括：与相应集水腔相连的排水装置；所述排水装置包括感应阀门和下水管；在水量预设值时打开感应阀门排水。
12.进一步的，所述雨量计还包括：与液位计电性连接的处理器模块，与该处理器模块相连的通讯模块。
13.又一方面，本发明还提供了一种雨量自动监测系统，包括：若干个以上所述的雨量计；以及服务器，采集检测降水量和地表径流量数据。
14.第三方面，本发明还提供了一种雨量自动监测系统的工作方法，包括：若干个雨量计；以及通过服务器采集检测降水量和地表径流量数据。
15.本发明提供的可测地表径流的雨量计、雨量监测系统及其工作方法，其采用一体化设置的集水装置，其两部分分别能够实现雨水、地表径流的收集，采用检测装置的两个集水腔独立实现雨量、地表径流量的检测，并且结合姿态检测模块结合气象数据，能够对地表径流量进行有效补偿，以获得更加准确的地表径流量数据。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明的雨量计结构示意图；图2是本发明的雨量计中集水装置结构示意图；图3是本发明的雨量计的斜坡安装示意图；图4是本发明的雨量监测系统的原理框图。
18.图中：集水装置1，雨水集水区11，径流集水区12，雨量漏斗111，雨水排出槽112，径流收集部121，溢流挡板122，径流入水口123；引流装置2；检测装置3，集水腔31，液位计32；排水装置4，感应阀门41，下水管42；通讯模块5；地表6。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
实施例
20.如图1和图2所示，本实施例提供了一种可测地表径流的雨量计，可以包括：集水装置1，其设置在地表6，且设置有相应集水区以收集雨水、地表径流；引流装置2，其埋设于与地表土壤中并与集水装置1连接，适于将收集的雨水或地表径流引入检测装置3；检测装置
3，适用于分别检测降水量、地表径流量；以及姿态检测模块，用于检测雨量计的埋置姿态；处理器模块，与检测装置3和姿态检测模块电性连接，并根据埋置姿态对检测的地表径流量数据进行补偿。
21.所述的雨量计通过集水装置1实现了雨水和地表径流的收集，以及通过了检测装置3实现了检测雨量和地表径流量的功能，达到了雨量和地表径流量可同时监测的效果，并且结合埋置姿态能够对地表径流量数据进行有效补偿，提高地表径流量检测数据的准确性。
22.在本实施例中，所述集水装置1包括：雨水集水区11和径流集水区12；其中所述雨水集水区11为一平台部，所述径流集水区12内设置有径流收集部121；所述平台部与径流收集部121采用一体结构，具有结构小巧，安装灵活的优点；所述平台部设置有雨量漏斗111；为防止平台部表面的雨水进入到雨量漏斗111中，所述雨量漏斗111的开口边沿设置有雨水排出槽112，并且所述雨水排出槽112向平台部的边沿延伸，以形成泄流通道，以向集水装置1外侧排出。
23.所述径流收集部121为矩形开口，所述径流收集部121对应的流出口设有溢流挡板122和径流入水口123；所述溢流挡板122的上边沿与地表6齐平；所述径流收集部121收集的水量通过溢流挡板122进入径流入水口123后流入引流装置2。
24.如图3所示，当地表6呈一定坡度α且对应雨量计的安装倾角也为α时，由于斜坡水流惯性作用过大，造成斜坡水流f中的一部分从径流集水区表面冲过如图3中f1所示，此时实际进入径流集水区的水量与地表径流监测单元在水平埋置状况大不相同，很有可能会出现斜坡水流冲过径流入水口123的情况，造成实际进入径流入水口123的水量并未按照预想的情况变大，只有部分进入径流入水口123，如f2所示，进而无法获得准确的地表径流数据。
25.因此，通过姿态检测模块检测雨量计的倾斜角度；所述处理器模块根据倾斜角度补偿地表径流量，以获得在上述坡度条件下地表径流的实际流量数据。
26.所述径流补偿系数k与雨量计预埋的倾斜角度及实际地表径流的对应关系可以通过有限实验获得相应对应关系，建立数据库。将实测的地表径流与径流补偿系数相乘即可以获得地表径流的实际流量数据f。
安装倾角α流补偿系数k地表径流f2姿态检测模块实测获得由实验数据获得，具体为在实验中获得的与具体流量、倾角相对应的系数值实测获得
27.实际流量数据为f=k*f2。
28.本雨量计的安装方式可以如图3所示，具体的径流集水区12在雨水集水区11的高位，其长度方向沿斜面倾斜设置。
29.所述引流装置2包括分别与雨量漏斗111、径流入水口123相连的两根引流管，并且与检测装置3中的相应集水腔31相连；两集水腔31内均设置有液位计32如第一液位计、第二液位计，以分别检测降水量、地表径流量。
30.在本实施例中，所述液位计32可以但不限于采用m18u150、m30u1500。
31.所示雨量计还包括：与相应集水腔31相连的排水装置4；所述排水装置4包括感应阀门41及下水管42，在水量预设值时打开感应阀门41排水。
32.在本实施例中，所述感应阀门41可以但不限于采用d971x、d943h-16p。
33.如图3所示，所示雨量计还包括：所述液位计32与处理器模块电性连接，以及所述
理器模块还与通讯模块5电性连接。
34.所述通讯模块5对应的天线设置在雨量计的集水装置1上面。
35.所述处理器模块的型号可以但不限于嵌入式处理器所构成的控制板。
36.所述通讯模块5可采用4g无线通信模块。
37.如图3所示，本实施例还提供了一种雨量自动监测系统，所述雨量自动监测系统包括：若干个所述的雨量计；以及服务器，采集检测降水量和地表径流量数据。
38.本实施例还提供了一种雨量自动监测系统的工作方法，包括：若干个所述的雨量计；通过服务器采集检测降水量和地表径流量数据。
39.综上所述，本发明提供的一种可测地表径流的雨量计、雨量监测系统及工作方法，通过所述雨量计的一体化集水装置实现雨水及地表径流的收集，通过所述雨量计的检测装置3实现对雨量及地表径流量的检测，并且结合姿态检测模块结合气象数据，能够对地表径流量进行有效补偿，以获得更加准确的地表径流量数据。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须根据权利要求范围来确定其技术性范围。