1. 应用场景

水土流失自动监测是业界公认的世界性难题。由于许多不可预测、非人力可控的复杂因素影响着流域产沙特性，也制约着现场实时在线监测效果。江河湖泊、水库、水文站等传统的泥沙含量监测都是通过人工取样比重法测量，即不能实时在线自动测量，又要投入很大的人力和财力。为此，我们依据径流泥沙的不均匀性和多变性等特征，按照水利部水土保持监测中心水土保持监测装备化、信息化、标准化的要求，遵循“智慧水土保持”的新理念，借助物联网、云计算和大数据挖掘等新技术，用声光电学、力学和生物学以及位置信息等传感器打“组合拳”的方式方法，对水土流失形成的主要因子进行整体感知和远程传输，并将信息技术与传统水保监测手段深度融合，对整个产流空间分布、动态运动过程给予直接和连续监测，量程最大可达850kg/m³，为水土流失严重地区综合治理提供更详细的基础数据，全面提升泥沙监测的信息化、智能化和可视化水平。

江河湖泊等自然水体泥沙监测项目主要有：推移质（床沙载荷）动态变化规律，河（湖）床地貌特征，江河水分层含沙量。

2. 性能参数

（1）应用场景：用于卡口站、河道、湖泊水库等天然水体泥沙含量实时在线全自动监测;

（2）泥沙测量范围：0～850kg/m³（a.多光谱光电式泥沙含量传感器测量范围：0-25kg/m³；b.CCD图像特征式泥沙含量传感器测量范围：5-55kg/m³；c.等体积称重法泥沙柜测量范围：15-850kg/m³；）；

（3）泥沙含量测量相对误差：≤10%FS；

（4）工作温度：-15～65℃；

（5）测量原理：多光谱反射式、图像特征式和等体积称重式组合；

（6）传感器类型：多光谱反射式、图像特征式分为普通型和自洁型（镜头带自动刮洗功能）可选配；

（7）通信接口：全网通和以太网、RS485和SDI-12等接口；自带GPS/北斗定位系统，可自动获得安装位置，自动同步时间；

（8）防护等级：IP68级；

（9）数据处理系统：采用Cortex M系列处理器，本地人机界面，彩色触控液晶显示，可查看数据及设备状态并进行数据管理；内部存储选用512M 高可靠性Nor Flash，外部存储自带USB接口和TF卡下载以及远程云平台存储下载功能（有网络连接情况下）；

（10）供电方式：AC 220V 或 DC 24V互换互补。

3. 安装方式

如何在河道上安装泥沙监测传感器，一直是我们研究探索的工作重点。目前，共有四种安装方式：

一是打桩安装法。这是传统的安装方法，其优点是牢固结实；缺点是施工成本大，周期长，检修不方便。

二是移动浮标法。其优点是快捷方便，安装成本低；缺点是存在发洪水时易被水面漂浮物撞击挂扯而损坏的可能。

三是定点阵列（或分层）法。其优点是可分层监测不同深度含沙量；缺点是选择合适的安装地点比较困难。

四是铅鱼固定法。在铅鱼吊索（或尾翼）上安装光电式水体泥沙传感器和图像特征式泥沙传感器各一部，随铅鱼潜航至不同位置和深度，对河流湖泊水土泥沙含量进行快速测量，也可以在不同深度同时布设传感器，同时监测不同深度泥沙含量。其优点是安装方便，成本低；缺点是无法长期实时在线监测，自动化程度低。

五是其他安装方法。在巴歇尔槽、梯型槽等明渠上安装。