水土流失自动监测站BN-STJC108主要是由工作管理/数据采集存储主控机、含沙量测量传感器、地表流量传感器组件、雨量计组成。由雨量计测量降雨强度及其随时间的变化和总的降雨量与降雨历时。地表流量传感器组件自动测量地表流量，通过中心控制计算机软件及参数设置计算随时间变化的地表径流流量，得到径流流量的实时变化过程。含沙量测量传感器在系统设计中，根据雨量/径流变化特征，在径流垂直分布泥沙测量口，实时测量径流含沙量。

采用工业控制级标准，含ARM处理器开发的智能控制管理、数据采集/存储的控制器。系统可在太阳能电池支持下工作。正常情况下，系统处于休眠状态。在有降雨或径流产生时，系统自动上电启动，各传感器开始工作，系统按照设定的工作要求测量、采集存储传感器数据。系统自备硬盘，可以存储大量数据。通过通讯口可实时动态向上位计算机机传输各传感器测量结果。也可以应上位计算机的要求，向上位计算机发送存或清除存储的数据。上位计算机可以显示转换后的降雨量、泥沙含量、径流量、输沙量的过程数据和下载的历史记录数据。并可以生成Excel表格。

卡口站水土流失自动监测仪系统 径流场泥沙流自动监测系统

1、仪器用途

  本产品应用于满足水土保持科研、管理、生产实际中水土保持主要相关参量的观测。可以根据需要，提供下列实时、准确的数据：

降雨量、降雨历时、雨强随时间的变化；

小流域卡口站产流量、水流含沙量、流域产沙量/输沙量及其随时间的变化；

野外径流小区径流流量、径流泥沙含量、径流输沙量，及其上述参数随时间的变化；

室内人工模拟降雨坡面产流的流量、水流含沙量、径流输沙量及其随时间的变化；

河流水流含沙量；

系统以实时在线状态进行动态监测；

大量数据的采集与存储；

测量数据的汇总、报表；

通过计算机网络进行测量数据的有线（固定电话）获取。

2、仪器原理

  2.1概述

该水土流失自动监测系统由自主开发的水土流失自动监测系统工作管理/数据采集存储主控机、含沙量测量传感器、水位测量组件、单体式和复合式量水堰组成。

在流域的出水口建立量水堰，自动测量水位变化，通过中心控制计算机软件中量水堰模型库及参数设置计算随时间变化的径流流量，

得到径流流量的实时变化过程。用于小流域的监测站系统，在径流剖面垂直分布多个泥沙测量传感器（标准系统配置4个传感器），

测量径流断面含沙量的梯度分布。系统具备多获取6通道数据的能力。通过断面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量，

计算获得径流输沙量。通过工作管理/数据存储软件和主控机控制管理各个传感器测量得到的泥沙含量、径流量、降雨量的过程数据并进行数据的存储，

并在有请求时通过由Modem和通信线路（电话网络）向管理监测中心远程传输测量数据。

数据采集管理主控机采用工业控制级标准，含MPU开发的智能控制管理、数据采集/存储的控制器。系统可在市电和太阳能电池（含备电）支持下工作。

正常情况下，系统处于休眠状态。在有降雨或径生时，系统自动上电启动，各传感器开始工作，系统按照设定的工作要求测量、采集存储传感器数据。

系统自备硬盘，可以存储大量数据。通过通讯口可实时动态向上位计算机机传输各传感器测量结果。也可以应上位计算机的要求，

向上位计算机发送存或清除储存的数据。上位计算机可以显示转换后的降雨量、泥沙含量、径流量、输沙量的过程数据和下载的历史记录数据。

并可以打印报表。

2.2泥沙测量传感器

光在光学性质不同的物(非均匀介)质中具有下列衰减规律： 

式中L为光通过的介质厚度，α为光强衰减系数，I0为通过介质前的光强，I（L）为通过厚度为L的介质后的光强。

由上式可以得出下式： 

其中α仅和含沙量密切相关。

测出透过一定距离(L)的泥沙水的光强I（L），通过介质前的光强I0,用已知浓度的泥沙水进行标定，制成光电式含沙量探测器。

具有使用方便、小巧、稳定，易于使用等优点。

泥沙水通过槽间距为2厘米，光电式含沙量测量传感器对不同土壤测量率定实验结果表明，在含沙量0~400 kg/m3范围内，

测量精度误差小于5%。

2.3液位测量传感器

依据监测流域区实际径流情况修建量水堰，测量量水堰水位高度，利用量水堰公式计算流量。

所提供的软件包含了若干常用的量水堰计算公式，包括三角堰、矩形堰和三角/矩形复合堰的计算公式。

可以通过管理软件修改相关参数，以提高计算精度。

3、系统基本组成

1.工作管理/数据存储主控机（1台）

2.太阳能电源/备电模块（一套）

3.液位计（1套）

4.含沙量测量传感器（4个）

5.中心控制计算机数据下载管理分析软件（一套）

6.Modem远程数据传送部件（1个）

7.监测站控制管理软件（1套）

4、系统参数性能

4.1参数

⑴ 含沙量测量采样间隔2—99分钟，可调。

⑵ 光电含沙量测量传感器：

  测量范围：0—30 kg/m3，测量误差小于0.3kg/m3

  测量范围：30—250 kg/m3，测量误差小于4kg/m3

  测量范围：0—1000 kg/m3，测量误差小于17kg/m3

⑶ 小流域卡口站量水堰水测量误差小于0.1厘米，

测量行程0—1.6米，量水堰流量计算模型予存软件中。

 径流实验观测场：3—3000毫升/秒

⑸ 功率：小于5瓦。

⑹ 体积：

主控机 23*11*430cm

   光电含沙量测量传感器：50*70*230mm

⑺ 应用温度范围：

存放：-40—80度

   工作：0(不结冰)—60℃

⑻ 仪器整机（含各传感器）工作寿命：大于八年。

4.2性能

⑴ 全天候无人值守，自动测量存储：径流量、径流含沙含量、输沙量、降雨强度、降雨量。

⑵ 供电：实时数据自动采集、存储可断电工作7天。

⑶ 水土流失自动监测站工作管理数据采集存储主控机可本地存储大量数据，可在现场通过R232接口下载数据；或在有远程请求时通过Modem向管理中心传输数据。

⑷ 太阳能供电，平时无降雨或径流时常规状态为省电休眠状态。

⑸ 具有在上位计算机上在线实时监测、显示各测量参数动态过程及曲线、历史数据下载功能。

⑹ 可现场在数据管理主控机上自由设置采样频率及调校时钟。

⑺ 中心控制计算机软件可以根据采集到的数据绘制雨强、径流、泥沙含量、，制表，计算降雨量小值，场次，径流量，入渗量，水土流失量等。

⑻计算机内已预存主要量水堰计算模型，由使用者选择确定。

⑼一套主机可同时支持12/6套 泥沙含量/径流量传感器