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　　徑流小區(qū)是坡面土壤侵蝕觀測(cè)的基礎(chǔ)載體，傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)模式數(shù)據(jù)時(shí)效性差，難以支撐水保信息化建設(shè)需求。泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)站融合傳感采集、無(wú)線通信、邊緣計(jì)算與云平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)徑流小區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙全過(guò)程數(shù)字化監(jiān)測(cè)。本文結(jié)合水保信息化建設(shè)目標(biāo)，闡述徑流小區(qū)泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)字化技術(shù)體系，介紹技術(shù)應(yīng)用路徑，分析工程應(yīng)用成效與現(xiàn)存問(wèn)題，為區(qū)域水土保持?jǐn)?shù)字化監(jiān)測(cè)體系建設(shè)提供參考。

　　水保信息化建設(shè)核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水土流失監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析與共享，構(gòu)建可量化、可追溯的水土監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。傳統(tǒng)徑流小區(qū)依靠人工取樣、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，監(jiān)測(cè)頻次有限，暴雨過(guò)程數(shù)據(jù)缺失，數(shù)據(jù)整理、上報(bào)需要大量人工，無(wú)法滿足信息化、動(dòng)態(tài)化管控要求。泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)站作為前端數(shù)字化感知節(jié)點(diǎn)，打通坡面侵蝕數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)到管理平臺(tái)的鏈路，是水保信息化落地的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

　　監(jiān)測(cè)站數(shù)字化技術(shù)體系包含四層。第一層為現(xiàn)場(chǎng)感知數(shù)字化，集成翻斗雨量計(jì)、水位傳感器、光學(xué)泥沙傳感器，同步采集降雨、徑流、懸移質(zhì)泥沙濃度，采集終端按照設(shè)定時(shí)序完成信號(hào)數(shù)字化轉(zhuǎn)換，把物理量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)可識(shí)別降雨事件，自動(dòng)提升采集頻率，精準(zhǔn)捕捉產(chǎn)流、產(chǎn)沙峰值過(guò)程。配套自動(dòng)水樣采集裝置，留存水樣用于人工校準(zhǔn)，保障數(shù)字化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可信。

　　第二層為邊緣數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。采集終端內(nèi)置邊緣計(jì)算模塊，在現(xiàn)場(chǎng)完成基礎(chǔ)運(yùn)算，自動(dòng)計(jì)算瞬時(shí)流量、累計(jì)徑流量、泥沙流失量，同時(shí)開(kāi)展初步數(shù)據(jù)質(zhì)控，剔除信號(hào)跳變產(chǎn)生的異常值。僅將有效數(shù)據(jù)上傳平臺(tái)，減少傳輸流量，弱網(wǎng)環(huán)境下啟用本地存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳，保障監(jiān)測(cè)序列完整。

　　第三層為無(wú)線數(shù)字化傳輸技術(shù)。采用 4G 與 LoRa 組合通信方案，多個(gè)徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)本地組網(wǎng)，統(tǒng)一匯聚數(shù)據(jù)后遠(yuǎn)程上傳。傳輸報(bào)文采用加密協(xié)議，保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸安全，適配野外信號(hào)波動(dòng)的復(fù)雜工況。

　　第四層為云端數(shù)字化管理應(yīng)用。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入水土保持信息化平臺(tái)，自動(dòng)完成入庫(kù)、分類歸檔。平臺(tái)內(nèi)置數(shù)據(jù)可視化、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表生成功能，可繪制降雨、徑流、泥沙時(shí)序曲線，自動(dòng)核算土壤侵蝕模數(shù)，支持多小區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?。平臺(tái)支持權(quán)限分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)成果在線查看、導(dǎo)出，滿足水保項(xiàng)目監(jiān)管、成果上報(bào)的業(yè)務(wù)需求。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字化監(jiān)測(cè)站可實(shí)現(xiàn)多徑流小區(qū)長(zhǎng)期無(wú)人值守觀測(cè)，大幅減少野外人工采樣工作量，完整記錄不同植被、不同坡下坡面侵蝕過(guò)程，量化各類水保措施減沙效益。同時(shí)，長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)字化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?yàn)橥寥狼治g模型率定、區(qū)域水土流失預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。應(yīng)用難點(diǎn)在于野外環(huán)境易造成傳感器探頭結(jié)垢，長(zhǎng)期使用會(huì)帶來(lái)數(shù)字化測(cè)量偏差，需要定期開(kāi)展人工比對(duì)校準(zhǔn)。

　　綜上，徑流小區(qū)泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)字化技術(shù)，補(bǔ)齊了水保信息化前端感知短板，推動(dòng)徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)由人工記錄向自動(dòng)感知、數(shù)字化管理轉(zhuǎn)型。合理布設(shè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，做好設(shè)備定期校準(zhǔn)與運(yùn)維，能夠持續(xù)穩(wěn)定輸出標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，助力水土保持信息化建設(shè)，提升區(qū)域水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力。