本發(fā)明涉及生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

農(nóng)田地表水徑流流失導(dǎo)致的水環(huán)境惡化已成為世界普遍存在的環(huán)境問題。農(nóng)田地表水徑流流失具有廣泛性、間歇性和隨機(jī)性，污染負(fù)荷時(shí)間和空間變化幅度大，不同匯水區(qū)尺度上的地表水徑流流失輸出及其影響因素往往呈現(xiàn)出不同的特性。目前的農(nóng)田地表水徑流流失機(jī)理和過程研究主要集中在農(nóng)田尺度或徑流小區(qū)尺度的試驗(yàn)觀測(cè)、數(shù)據(jù)分析和過程模擬，但少有針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的整體研究。因此，農(nóng)田地表水徑流流失的監(jiān)測(cè)體系的建立顯得尤為重要。

該體系建立的難點(diǎn)有，第一，由于檢測(cè)區(qū)間變成流域區(qū)間，傳統(tǒng)的農(nóng)田土壤雨水監(jiān)測(cè)儀器已經(jīng)不能滿足需要；第二，由于流域區(qū)間范圍廣闊，工作人員很難同時(shí)在徑流上游、中游、下游進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄，其工作量和工作難度加倍。第三，由于工作人員不能在農(nóng)田里等著下雨，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式是當(dāng)收到降雨通知時(shí)，工作人員再趕到監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)攜帶儀器進(jìn)行測(cè)量，這樣往往會(huì)導(dǎo)致降雨前期重要的數(shù)據(jù)丟失。

且農(nóng)田地表水徑流流失的主控因子隨環(huán)境的不同而改變(如地形、耕作模式、土壤性質(zhì)、施肥方式、氣候特點(diǎn))，因此其防控技術(shù)和手段也很難確定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法，通過此智能監(jiān)測(cè)與防控方法，建立農(nóng)田地表水徑流流失的監(jiān)測(cè)體系，并通過自動(dòng)采集不同區(qū)域中水樣品并獲取水樣品中的水質(zhì)指標(biāo)，以及自動(dòng)檢測(cè)不同區(qū)域其他水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)，并評(píng)估生態(tài)區(qū)域防控技術(shù)的效果，為田塊尺度氮磷徑流流失提供了支持。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法，所述生態(tài)區(qū)域包括農(nóng)田、生態(tài)溝渠以及人工濕地；所述智能監(jiān)測(cè)與防控方法包括：

自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品；

自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)；

根據(jù)所述農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、所述生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及所述人工濕地入口和出口的水樣品，獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)；

根據(jù)所述獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)以及所述自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)并評(píng)估其防控技術(shù)效果。

可選的，在執(zhí)行所述自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品步驟之前，還包括：獲取背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：降雨量、雨前農(nóng)田土壤水分以及農(nóng)田土壤緊實(shí)度。

可選的，所述智能檢測(cè)與防控方法，還包括：根據(jù)所述背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制自動(dòng)采集與自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的開啟與關(guān)閉。

可選的，所述自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品，具體包括：

在農(nóng)田土壤中埋置高度1.5米土壤水分抽提裝置水桶，并在0.5，1，1.5米處挖空洞，用所述土壤水分抽提裝置自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品；

在生態(tài)溝渠內(nèi)設(shè)置智能多功能雨水采集器，用所述智能多功能雨水采集器自動(dòng)采集生態(tài)溝渠區(qū)域中滯留的水樣品；

在人工濕地入口和出口設(shè)置智能多功能雨水采集器，用所述智能多功能雨水采集器自動(dòng)采集人工濕地區(qū)域入口和出口的水樣品。

可選的，所述自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，具體包括：

在生態(tài)區(qū)域內(nèi)設(shè)置超聲波流速儀、濁度測(cè)量儀、總有機(jī)碳測(cè)量儀、土壤水分測(cè)量儀以及土壤電導(dǎo)率儀，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)；

在人工濕地出口處設(shè)置水深測(cè)量儀、PH測(cè)量儀、葉綠素測(cè)量儀、濁度測(cè)量儀以及總有機(jī)碳測(cè)量儀，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)人工濕地出口處中部分水質(zhì)指標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法，通過自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品并獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)；然后通過自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，并根據(jù)所述獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)以及所述自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)，并評(píng)估生態(tài)區(qū)域防控技術(shù)的效果，為田塊尺度氮磷徑流流失提供了支持，同時(shí)通過此監(jiān)測(cè)與防控方法，能夠建立農(nóng)田地表水徑流流失的監(jiān)測(cè)體系。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)，建立農(nóng)田地表水徑流流失的監(jiān)測(cè)體系，確定相應(yīng)的防控技術(shù)。

一種用于生態(tài)工程的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)，所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)農(nóng)田區(qū)域、生態(tài)溝渠區(qū)域以及人工濕地區(qū)域；所述智能檢測(cè)與系統(tǒng)包括自動(dòng)采集設(shè)備和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備；所述自動(dòng)采集設(shè)備包括智能多功能雨水采集器和土壤水分抽提裝置；所述自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備包括土壤水分測(cè)量儀、濁度測(cè)量儀、總有機(jī)碳測(cè)量儀、土壤導(dǎo)電率儀、PH測(cè)量儀、葉綠素測(cè)量儀以及水深測(cè)量儀；其中，

所述土壤水分抽提裝置，設(shè)置在農(nóng)田土壤內(nèi)，用于自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品；

所述智能多功能雨水采集器，設(shè)置在農(nóng)田區(qū)域地面上，用于自動(dòng)確定降雨量，設(shè)置在生態(tài)溝渠內(nèi)和人工濕地入口和出口，用于自動(dòng)采集生態(tài)溝渠區(qū)域中滯留的水樣品和人工濕地區(qū)域入口和出口的水樣品；

所述土壤水分測(cè)量儀，設(shè)置在農(nóng)田不同層面的土壤中以及生態(tài)溝渠區(qū)域內(nèi)部不同層面土壤中，用于反應(yīng)下滲水量；

所述超聲波流速儀，設(shè)置在生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水流流速和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水流流速；

所述濁度測(cè)量儀，設(shè)置在所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水的濁度值和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水的濁度值，設(shè)置在人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的濁度值；

所述總有機(jī)碳測(cè)量儀，設(shè)置在所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水的總有機(jī)碳值和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水的總有機(jī)碳值，設(shè)置在所述人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的總有機(jī)碳值；

所述土壤導(dǎo)電率儀，設(shè)置于所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量土壤鹽分變化值；

所述PH測(cè)量儀，設(shè)置于所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的PH值和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的PH值，設(shè)置在所述人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的PH值；

所述葉綠素測(cè)量儀，設(shè)置所述在人工濕地出口處，用于測(cè)量植被葉綠素值；

所述水深測(cè)量儀，設(shè)置在人工濕地區(qū)域內(nèi)，用于測(cè)量水深深度。

可選的，所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：氣象站、智能多功能雨水采集器以及土壤樣品檢測(cè)儀；其中，

所述氣象站，設(shè)置在所述農(nóng)田區(qū)域地面上，用于收集氣象數(shù)據(jù)；

所述智能多功能雨水采集器，設(shè)置在農(nóng)田區(qū)域地面上，用于自動(dòng)采集雨水

所述土壤樣品檢測(cè)儀，設(shè)置在所述農(nóng)田區(qū)域地面上，用于檢測(cè)雨前土壤中水分和土壤緊實(shí)度。

可選的，所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)接收發(fā)送裝置；所述數(shù)據(jù)接收發(fā)送裝置用于接收命令、傳輸數(shù)據(jù)。

可選的，所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：預(yù)警系統(tǒng)；

所述預(yù)警系統(tǒng)，用于根據(jù)不同區(qū)域獲取的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)，判斷所述相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)是否超過所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)中設(shè)置的相應(yīng)閾值，若超過，則發(fā)出報(bào)警信息。

可選的，所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：中心服務(wù)系統(tǒng)；

所述中心服務(wù)系統(tǒng)，用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、降雨量、雨前土壤中水分以及土壤緊實(shí)度，輸出控制命令；所述控制命令為控制所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)中自動(dòng)采集設(shè)備和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的開啟與關(guān)閉。。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供了一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)，通過在農(nóng)田、生態(tài)溝渠以及人工濕地區(qū)域設(shè)置多個(gè)采集裝置以及自動(dòng)檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田地表水徑流流失，同時(shí)根據(jù)自動(dòng)采集裝置以及自動(dòng)檢測(cè)裝置獲取的數(shù)據(jù)，確定不同區(qū)域水質(zhì)指標(biāo)，進(jìn)而確定相應(yīng)的防控技術(shù)，為地表徑流流失污染與防控決策提供了支持。

另外，通過研究多源數(shù)據(jù)采集和智能識(shí)別技術(shù)，開發(fā)智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備，集成太陽能發(fā)電、低功耗遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)建氮磷徑流區(qū)域關(guān)鍵指標(biāo)的云監(jiān)測(cè)和服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的信息化、自動(dòng)化、智能化，為野外水土環(huán)境科學(xué)研究提供技術(shù)支撐。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的一種用生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的一種用于用生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法，通過確定獲取不同生態(tài)區(qū)域水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)，并評(píng)估生態(tài)區(qū)域防控技術(shù)的效果，為田塊尺度氮磷徑流流失提供了支持。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，圖1為一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控方法流程圖，包括：

步驟101：自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品；具體包括：

在農(nóng)田土壤中埋置高度1.5米土壤水分抽提裝置水桶，并在0.5，1，1.5米處挖空洞，用所述土壤水分抽提裝置自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品。

在生態(tài)溝渠內(nèi)設(shè)置智能多功能雨水采集器，用所述智能多功能雨水采集器自動(dòng)采集生態(tài)溝渠區(qū)域中滯留的水樣品。

在人工濕地入口和出口設(shè)置智能多功能雨水采集器，用所述智能多功能雨水采集器自動(dòng)采集人工濕地區(qū)域入口和出口的水樣品。

步驟102：自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，具體包括：

在生態(tài)區(qū)域內(nèi)設(shè)置超聲波流速儀、濁度測(cè)量儀、總有機(jī)碳測(cè)量儀、土壤水分測(cè)量儀以及土壤電導(dǎo)率儀，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)。

在人工濕地出口處設(shè)置水深測(cè)量儀、PH測(cè)量儀、葉綠素測(cè)量儀、濁度測(cè)量儀以及總有機(jī)碳測(cè)量儀，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)人工濕地出口處中部分水質(zhì)指標(biāo)。

步驟103：根據(jù)所述農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、所述生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及所述人工濕地入口和出口的水樣品，獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)。

步驟104：根據(jù)所述獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)以及所述自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)并評(píng)估其防控技術(shù)效果。

例如：在典型稻作耕作模式下，農(nóng)田地表水徑流流失導(dǎo)致的水環(huán)境惡化的主控因子是水(灌溉和降雨)肥，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)中水含量以及氮磷濃度，其防控措施主要源頭的控水、控肥及確定合理的施肥技術(shù)進(jìn)行稻田農(nóng)田地表水徑流流失導(dǎo)致的水環(huán)境惡化的防控。

在平原旱地耕作模式下，農(nóng)田地表水徑流流失導(dǎo)致的水環(huán)境惡化的主控因子是降雨、作物種類、土壤性質(zhì)、植被覆蓋、灌溉、施肥，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)中水含量、鹽分變化值、葉綠素值、PH值以及氮磷濃度等，其防控措施會(huì)針對(duì)預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行“水肥耦合管理-徑流宏觀調(diào)控”。

在坡耕地耕作模式下，地表水徑流流失的主控因子為坡度、降雨徑流過程、土壤侵蝕過程、地表溶質(zhì)溶出過程和土壤溶質(zhì)滲漏，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)中水含量、鹽分變化值、葉綠素值、PH值以及氮磷濃度等，其防控措施會(huì)以秸稈或生草覆蓋、橫坡壟作、等高梯化種植與精準(zhǔn)化平衡施肥技術(shù)結(jié)合為主。

所述智能監(jiān)測(cè)與防控方法還包括：在執(zhí)行所述自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品步驟之前，還包括：獲取背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：降雨量、雨前農(nóng)田土壤水分以及農(nóng)田土壤緊實(shí)度以及根據(jù)所述背景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制自動(dòng)采集與檢測(cè)設(shè)備的開啟與關(guān)閉。

本實(shí)施例通過自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品、生態(tài)溝渠中滯留的水樣品以及人工濕地入口和出口的水樣品并獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)；然后通過自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，并根據(jù)所述獲取各個(gè)水樣品中的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)以及所述自動(dòng)檢測(cè)生態(tài)溝渠中部分水質(zhì)指標(biāo)和人工濕地出口處部分水質(zhì)指標(biāo)，確定相應(yīng)的防控技術(shù)，并評(píng)估生態(tài)區(qū)域防控技術(shù)的效果，為田塊尺度氮磷徑流流失提供了支持，同時(shí)通過此監(jiān)測(cè)與防控方法，能夠建立農(nóng)田地表水徑流流失的監(jiān)測(cè)體系。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)給，能夠確定相應(yīng)的防控技術(shù)，為地表水徑流流失污染與防控決策提供了支持同時(shí)。

為使實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本申請(qǐng)背景技術(shù)是基于區(qū)域尺度，從農(nóng)田出口到地表水體入口的過程監(jiān)測(cè)。目前，比較常用的基于區(qū)域尺度的防控技術(shù)是生態(tài)工程技術(shù)，包括生態(tài)溝渠、植物緩沖帶攔截和人工濕地凈化，生態(tài)工程技術(shù)的評(píng)估是通過攔截氮磷濃度以及其它相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)(pH值、水體濁度、水體中TOC含量、水流速、水中葉綠素含量等等)所表達(dá)的。

如圖2所示，圖2為一種用于生態(tài)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括：農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203。

每個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別配置一套太陽能供電裝置204和數(shù)據(jù)接收發(fā)送裝置205。

所述農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201包括：智能多功能雨水采集器、土壤水分測(cè)量儀、土壤水分抽提裝置、氣象站以及土壤樣品檢測(cè)儀；其中，

所述氣象站，設(shè)置在所述農(nóng)田區(qū)域地面上，用于收集氣象數(shù)據(jù)；所述氣象數(shù)據(jù)包含：空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等基本要素。

所述土壤樣品檢測(cè)儀，設(shè)置在所述農(nóng)田區(qū)域地面上，用于監(jiān)測(cè)雨前土壤中水分、氮磷濃度以及土壤緊實(shí)度。

所述智能多功能雨水采集器，設(shè)置在農(nóng)田區(qū)域地面上，用于自動(dòng)確定降雨量。

所述土壤水分測(cè)量儀，設(shè)置在農(nóng)田土壤不同層面內(nèi)，用于確定農(nóng)田土壤不同層面內(nèi)水含量，間接確定下滲水量。

所述土壤水分抽提裝置，在農(nóng)田土壤中埋置高度1.5米水桶，在0.5，1，1.5米處挖空洞，用土壤水分抽提裝置將下滲雨水抽出測(cè)量，用于自動(dòng)采集農(nóng)田土壤中滯留的水樣品；所述土壤水分抽提裝置包含土壤溶液取樣管、負(fù)壓真空泵、負(fù)壓真空泵控制器。

所述生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202包括：超聲波流速儀、濁度測(cè)量儀、總有機(jī)碳測(cè)量儀、土壤水分測(cè)量儀、土壤導(dǎo)電率儀以及智能多功能雨水采集器。

所述超聲波流速儀，設(shè)置在生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水流流速和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水流流速。

所述濁度測(cè)量儀，設(shè)置在所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水的濁度值和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水的濁度值。

所述總有機(jī)碳測(cè)量儀，設(shè)置在所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠前的水的總有機(jī)碳值和地表徑流水進(jìn)入生態(tài)溝渠后的水的總有機(jī)碳值。

所述土壤導(dǎo)電率儀，設(shè)置于所述生態(tài)溝渠內(nèi)，用于測(cè)量土壤鹽分變化值。

所述土壤水分測(cè)量儀，設(shè)置生態(tài)溝渠區(qū)域內(nèi)部不同層面土壤中，用于確定農(nóng)田土壤不同層面內(nèi)水含量，間接確定下滲水量。

所述智能多功能雨水采集器，設(shè)置在生態(tài)溝渠內(nèi)，用于自動(dòng)采集生態(tài)溝渠區(qū)域中滯留的水樣品。

所述人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203包括：水深測(cè)量儀、智能多功能雨水采集器、PH測(cè)量儀、葉綠素測(cè)量儀、濁度測(cè)量儀以及總有機(jī)碳測(cè)量儀。

所述智能多功能雨水采集器，設(shè)置在人工濕地入口和出口，用于自動(dòng)采集人工濕地區(qū)域入口和出口的水樣品。

所述濁度測(cè)量儀，設(shè)置在人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的濁度值；

所述總有機(jī)碳測(cè)量儀，設(shè)置在所述人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的總有機(jī)碳值。

所述PH測(cè)量儀，設(shè)置在所述人工濕地出口處，用于測(cè)量水流入河流的PH值。

所述葉綠素測(cè)量儀，設(shè)置所述在人工濕地出口處，用于測(cè)量植被葉綠素值。

所述水深測(cè)量儀，設(shè)置在人工濕地區(qū)域內(nèi)，用于測(cè)量水深深度。

由于氮磷等物質(zhì)很難通過在線方式實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取，需要獲取相應(yīng)區(qū)域中的水樣品，然后在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分析，進(jìn)而獲取確定不同區(qū)域中水樣品水質(zhì)指標(biāo)。

數(shù)據(jù)接收發(fā)送系統(tǒng)205：用于接收命令和所述農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203自動(dòng)檢測(cè)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203中設(shè)置的自動(dòng)采集設(shè)備和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。

所述智能檢測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：中心服務(wù)系統(tǒng)206；

所述中心服務(wù)系統(tǒng)206，用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、降雨量、雨前土壤中水分以及土壤緊實(shí)度，輸出控制命令至數(shù)據(jù)接收發(fā)送裝置205；所述控制命令為控制所述農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203中自動(dòng)采集設(shè)備和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的開啟與關(guān)閉。

所述中心服務(wù)系統(tǒng)206，還用于接收數(shù)據(jù)接收發(fā)送裝置205傳輸?shù)乃鲛r(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203自動(dòng)檢測(cè)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)上述從實(shí)驗(yàn)室分析確定的水質(zhì)指標(biāo)，匯總整個(gè)生態(tài)區(qū)域中不同區(qū)域的水質(zhì)指標(biāo)。

如根據(jù)氣象站、土壤樣品檢測(cè)儀以及土壤水分測(cè)量儀中的獲取的數(shù)據(jù)，設(shè)定農(nóng)田土壤水樣品取樣的閥值，若從氣象站、土壤樣品檢測(cè)儀以及土壤水分測(cè)量儀中的采集的數(shù)據(jù)超過農(nóng)田土壤水樣品取樣的閥值，則土壤水分抽提裝置開始工作。如當(dāng)有降雨時(shí)或者土壤水分變化超過5％時(shí)，自動(dòng)開啟土壤水分抽提裝置工作。

所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)還包括：預(yù)警系統(tǒng)207；

所述預(yù)警系統(tǒng)207，用于根據(jù)中心服務(wù)系統(tǒng)206匯總整個(gè)生態(tài)區(qū)域中不同區(qū)域的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，判斷所述相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)是否超過所述智能監(jiān)測(cè)與防控系統(tǒng)中設(shè)置的相應(yīng)閾值，若超過，則發(fā)出報(bào)警信息或以發(fā)短信等形式報(bào)警指導(dǎo)管理人員進(jìn)行人工干預(yù)。

所述太陽能供電系統(tǒng)204：用于為所述農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)201、生態(tài)溝渠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)202以及人工濕地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)203提供電源。

本實(shí)施例提供的所述智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)有野外監(jiān)測(cè)儀器的基礎(chǔ)上，通過研究多源數(shù)據(jù)采集和智能識(shí)別技術(shù)，開發(fā)智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備，集成太陽能發(fā)電、低功耗遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)建氮磷徑流區(qū)域關(guān)鍵指標(biāo)的云監(jiān)測(cè)和服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的信息化、自動(dòng)化、智能化，為野外水土環(huán)境科學(xué)研究提供技術(shù)支撐。

同時(shí)，由于目前國際尚無完善的野外長期的自動(dòng)監(jiān)測(cè)農(nóng)田地表水徑流流失，本申請(qǐng)技術(shù)特征主要是其一，通過自動(dòng)檢測(cè)其相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)來評(píng)估生態(tài)工程技術(shù)的防控效果，其二同時(shí)兼顧對(duì)其相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)警，預(yù)警的目的是通過告知不同指標(biāo)接近“警戒線”輔助控制者做出田塊尺度的相應(yīng)的防控技術(shù)其三，能夠自動(dòng)采集相應(yīng)的水質(zhì)樣品：包括土壤中的下滲水分和地表的流失水樣。

此外，本發(fā)明擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題包括三個(gè)方面。其一是基于云計(jì)算的監(jiān)測(cè)儀器數(shù)據(jù)的智能獲取和識(shí)別技術(shù)。在保證現(xiàn)有儀器完整的情況下，實(shí)現(xiàn)儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集和云端發(fā)送，其中包括物理層面的智能接口構(gòu)建和應(yīng)用層面的協(xié)議識(shí)別，特別是基于云計(jì)算的協(xié)議智能識(shí)別技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在新增加監(jiān)測(cè)儀器的情況下無需更換數(shù)據(jù)采集設(shè)備，通過云端服務(wù)即可完成新設(shè)備協(xié)議的解析。

其二是智能功耗控制和多源供電技術(shù)，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)備功耗較大，長期野外監(jiān)測(cè)時(shí)，穩(wěn)定的供電是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一方面需要滿足儀器工作的供電需求，另一方面又要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和低成本化，因此，智能化的功耗控制技術(shù)是本發(fā)明擬解決的一個(gè)難點(diǎn)。本發(fā)明將研究基于業(yè)務(wù)需求的功耗智能控制技術(shù)，降低系統(tǒng)整體功耗，提高電能使用效率，同時(shí)擴(kuò)展能源獲取方式，采用包括太陽能、風(fēng)能在內(nèi)的多種發(fā)電方式，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

其三是不同深度的土壤水樣本的獲取技術(shù)。

其次，利用太陽能供電技術(shù)與系統(tǒng)休眠模式相結(jié)合，不但得到穩(wěn)定的電源輸出，可以滿足一系列設(shè)備在野外長期監(jiān)測(cè)的供電條件，同時(shí)保證部分儀器只在降雨期間工作。這樣即減緩了供電壓力同時(shí)也延長了儀器使用壽命。最后，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全達(dá)到了無人操作化，研究人員因此不必在農(nóng)田等降雨，也能避免了由于突然降雨工作人員不能及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)而丟失降雨前期的數(shù)據(jù)。同時(shí)，檢測(cè)數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)發(fā)送到云端服務(wù)器，工作人員可以第一時(shí)間在有網(wǎng)絡(luò)的情況下進(jìn)行觀測(cè)及分析數(shù)據(jù)。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。