【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水土保持监测，尤其涉及一种触探式水土保持监测设备及其使用方法。
技术介绍
1、水土保持监测是指对水土流失发生、发展、危害及水土保持效益进行长期的调查、观测和分析。水土保持监测包括：水土流失类型、强度与分布特征、危害及其影响情况、水土流失发生发展规律和动态变化趋势。水土保持监测对水土流失综合治理、生态环境建设以及科学、合理、系统地布设水土保持各项措施具有重要意义。
2、在现有生产建设项目的水力侵蚀区主要使用测钎法进行水土保持的土壤流失量监测，测钎法在生产项目的坡面稳定后设置监测场，并在监测场的坡面土体中插入带有刻度的测钎，读取坡面土体表面在测钎上的刻度位置，监测生产建设项目的土壤流失量。测钎法中的监测场通常在四角插定测钎并使用彩色胶带或彩绳设定简易的监测边界，在长时间工期的项目建设中简易的监测边界很容易被人为或由于天气原因破坏，导致监测数据缺失无法补救，不能满足定位水土保持监测点的数据连续性要求；受生产建设项目的下覆地层特性影响，测钎法使用的部分测钎插入地下困难，在监测过程中测钎受大风雨水天气的扰动，导致测钎出现松动和插入地面深度发生变化的情况，从而影响监测数据的准确性；测钎法中的数据读取通常使用肉眼读取或超声测距，使用肉眼读取测钎上的刻度值会由于监测场土壤颗粒大小和观测角度影响测钎测量的准确性；王少军等在输变电工程水土保持在线监测系统应用试验研究(王少军，雷磊等，输变电工程水土保持在线监测系统应用试验研究[j]，电网与清洁能源,2022，38(7):25-32.)中采用超声测距原理在测钎顶部安装超声波探
3、因此希望有一种触探式水土保持监测设备及其使用方法能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种触探式水土保持监测设备及其使用方法，通过触探针从地表向下沉降的行程量确定在监测地面过程中生产建设项目的土壤流失厚度，旨在解决现有监测场地容易被破坏，测钎插入土体后稳定性不足，测钎数据受环境和人为因素影响导致读取不准确的问题。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：提供了一种触探式水土保持监测设备，所述监测设备包括监测区域框架、导向单元、观测单元、测量单元、连接单元和钢绞线；
5、所述监测区域框架呈矩形限定监测区域，所述测量单元通过导向单元相对固定设置在监测区域内，所述测量单元整体呈铅锤形，所述测量单元的顶端通过连接单元连接钢绞线的一端，所述钢绞线的另一端连接观测单元，所述观测单元显示所述测量单元从监测区域地表平面向下沉降的行程量。
6、本专利技术采用测量单元从地表向下沉降的行程量确定在监测地面过程中生产建设项目的土壤流失厚度，本专利技术将传统插入地下的测钎调整为触探模式的测量单元，以克服测钎法在实际监测中的不足。
7、优选地，所述监测区域框架包括第一腹板、第二腹板和地脚支架，所述地脚支架设置在所述监测区域的四角，所述第一腹板的两端分别开设有第一螺栓孔，所述第一腹板通过螺栓固定在地脚支架一侧，所述第二腹板两端分别开设固定孔，所述固定孔包括弧形槽和第二螺栓孔，所述第二腹板前端的上方开设第二螺栓孔，下方开设弧形槽，所述第二腹板后端的上方开设弧形槽，下方开设第二螺栓孔，所述第二腹板通过螺栓固定在地脚支架另一侧。
8、优选地，所述导向单元包括：横梁板、固定架和限位环，所述横梁板的两端分别通过螺栓固定在所述监测区域框架内侧，所述固定架的下方通过螺栓固定安装在所述横梁板上，所述固定架顶端开设有通孔，所述钢绞线通过所述通孔连接所述测量单元，所述固定架底端垂直插设在所述监测区域地表平面内，所述固定架上设置限位环，所述限位环套设在所述测量单元外侧，保持所述测量单元垂直于所述监测区域地表平面。
9、优选地，所述测量单元包括：探钉杆和铅锤探头，所述探钉杆的顶端开设钢丝孔，所述钢绞线通过所述钢丝孔连接所述探钉杆，所述探钉杆的底端通过丝扣连接所述铅锤探头。
10、优选地，所述连接单元包括：限位垫圈、微调器和硬质皮套管，所述限位垫圈固定安装在所述固定架的通孔上方，在所述限位垫圈上方设置围绕所述钢绞线外表面的硬质皮套管，所述微调器安装在所述探钉杆的上方，用于缠绕固定所述钢绞线，使通过所述钢丝孔连接所述探钉杆的钢绞线保持紧绷状态。
11、优选地，所述观测单元包括：观测箱、标尺、指针、限位弹簧和限位板，所述观测箱设置在所述监测区域框架的前端，所述观测箱靠近所述监测区域框架的一侧面开设有限位孔，所述观测箱内设置有限位弹簧和限位板，所述钢绞线依次通过限位孔、限位板和限位弹簧连接指针，所述数据观测箱背对所述监测区域框架的另一侧面左右两端分别设置所述测量单元的编号及标尺。
12、优选地，所述限位弹簧的弹性变形范围值大于所述测量单元的长度值。
13、优选地，所述限位孔以预设距离等间距并排布置。
14、优选地，所述观测单元为位移显示器。
15、一种触探式水土保持监测设备的使用方法，包括以下步骤：
16、步骤s01：选定监测区域，将4个所述地脚支架固定在监测区域的四角，根据所述监测区域面积选取所述第一腹板和第二腹板，将2个所述第一腹板和2个所述第二腹板分别通过螺栓固定在所述地脚支架上，螺栓沿所述第二腹板的弧形槽限位固定，用于根据所述监测区域地形坡度调整2个所述第二腹板的固定位置；
17、步骤s02：固定所述导向单元，在所述监测区域框架内侧安装至少3个所述横梁板，每个所述横梁板上至少安装3个所述固定架，所述固定架垂直插设在所述监测区域地表平面内；
18、步骤s03：安装所述测量单元，所述探钉杆穿过所述限位环，在所述探钉杆的底端丝扣连接所述铅锤探头；
19、步骤s04：根据所述测量单元的数量选择所述观测单元；
20、步骤s05：所述观测单元连接所述测量单元，每个从所述限位孔中穿出的所述钢绞线分别套设硬质皮套管，所述钢绞线依次穿过所述限位垫圈、所述固定架的通孔和所述探钉杆的钢丝孔连接所述微调器，转动所述微调器的旋转轴，调整所述钢绞线连接的指针位置，使所述指针指向标尺的零刻度，并保持所述钢绞线的紧绷状态；
21、步骤s06：记录所述监测区域的面积及土壤容重、测量单元数量、监测频率和所述观测单元显示的土壤流失厚度。
22、(三)有益效果
23、本专利技术的有益效果是：本专利技术触探式水土保持监测设备利用触探针从地表向下沉降的行程量确定在监测地面过程中生产建设项目的土壤流失厚度，并结合监测区域的土壤容重和降雨量，计算生产建设项目扰动范围内的土壤流失量。本专利技术将传统插入地下的测钎调整为触探模式的测量单元，极大提高了监测数据的准确性，避免测量过程中因为测钎插入地下时稳定性不足出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述监测设备包括监测区域框架(1)、导向单元、观测单元(2)、测量单元(3)、连接单元和钢绞线(4)；
2.根据权利要求1所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述监测区域框架(1)包括第一腹板(15)、第二腹板(16)和地脚支架(17)，所述地脚支架(17)设置在所述监测区域的四角，所述第一腹板(15)的两端分别开设有第一螺栓孔，所述第一腹板(15)通过螺栓固定在地脚支架(17)一侧，所述第二腹板(16)两端分别开设固定孔，所述固定孔包括弧形槽和第二螺栓孔，所述第二腹板(16)前端的上方开设第二螺栓孔，下方开设弧形槽，所述第二腹板(16)后端的上方开设弧形槽，下方开设第二螺栓孔，所述第二腹板(16)通过螺栓固定在地脚支架(17)另一侧。
3.根据权利要求2所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述导向单元包括：横梁板(10)、固定架(11)和限位环(12)，所述横梁板(10)的两端分别通过螺栓固定在所述监测区域框架(1)内侧，所述固定架(11)的下方通过螺栓固定安装在所述横梁板(10)上，所述固定架(1
4.根据权利要求3所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述测量单元(3)包括：探钉杆(31)和铅锤探头(32)，所述探钉杆(31)的顶端开设钢丝孔，所述钢绞线(4)通过所述钢丝孔连接所述探钉杆(31)，所述探钉杆(31)的底端通过丝扣连接所述铅锤探头(32)。
5.根据权利要求4所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述连接单元包括：限位垫圈(13)、微调器(14)和硬质皮套管，所述限位垫圈(13)固定安装在所述固定架(11)的通孔上方，在所述限位垫圈(13)上方设置围绕所述钢绞线(4)外表面的硬质皮套管，所述微调器(32)安装在所述探钉杆(31)的上方，用于缠绕固定所述钢绞线(4)，使通过所述钢丝孔连接所述探钉杆(31)的钢绞线(4)保持紧绷状态。
6.根据权利要求5所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述观测单元(2)包括：观测箱(5)、标尺(6)、指针、限位弹簧(7)和限位板(8)，所述观测箱(5)设置在所述监测区域框架(1)的前端，所述观测箱(5)靠近所述监测区域框架(1)的一侧面开设有限位孔(9)，所述观测箱(5)内设置有限位弹簧(7)和限位板(8)，所述钢绞线(4)依次通过限位孔(9)、限位板(8)和限位弹簧(7)连接指针，所述数据观测箱(5)背对所述监测区域框架(1)的另一侧面左右两端分别设置所述测量单元(3)的编号及标尺(6)。
7.根据权利要求6所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述限位弹簧(7)的弹性变形范围值大于所述测量单元(3)的长度值。
8.根据权利要求7所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述限位孔(9)以预设距离等间距并排布置。
9.根据权利要求5所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述观测单元(2)为位移显示器。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的触探式水土保持监测设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述监测设备包括监测区域框架(1)、导向单元、观测单元(2)、测量单元(3)、连接单元和钢绞线(4)；
2.根据权利要求1所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述监测区域框架(1)包括第一腹板(15)、第二腹板(16)和地脚支架(17)，所述地脚支架(17)设置在所述监测区域的四角，所述第一腹板(15)的两端分别开设有第一螺栓孔，所述第一腹板(15)通过螺栓固定在地脚支架(17)一侧，所述第二腹板(16)两端分别开设固定孔，所述固定孔包括弧形槽和第二螺栓孔，所述第二腹板(16)前端的上方开设第二螺栓孔，下方开设弧形槽，所述第二腹板(16)后端的上方开设弧形槽，下方开设第二螺栓孔，所述第二腹板(16)通过螺栓固定在地脚支架(17)另一侧。
3.根据权利要求2所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述导向单元包括：横梁板(10)、固定架(11)和限位环(12)，所述横梁板(10)的两端分别通过螺栓固定在所述监测区域框架(1)内侧，所述固定架(11)的下方通过螺栓固定安装在所述横梁板(10)上，所述固定架(11)顶端开设有通孔，所述钢绞线(4)通过所述通孔连接所述测量单元(3)，所述固定架(11)底端垂直插设在所述监测区域地表平面内，所述固定架(11)上设置限位环(12)，所述限位环(12)套设在所述测量单元(3)外侧，保持所述测量单元(3)垂直于所述监测区域地表平面。
4.根据权利要求3所述的触探式水土保持监测设备，其特征在于：所述测量单元(3)包括：探钉杆(31)和铅锤探头(32)，所述探钉杆(31)的顶端开设钢丝孔，所述钢绞线(4)通过所述钢丝孔连接所述探钉杆(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张维成，赵尊宇，王伟伟，韩峰，袁晓龙，谭博文，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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