CN103267703A - 一种地表覆盖物水土流失量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水土保持技术领域，公开一种地表覆盖物水土流失量的测量方法，该方法包括以下步骤：S1、布设径流小区；S2、在所述径流小区均匀覆盖地表覆盖物；S3、记录所述径流小区的产流时间，收集径流泥沙样本；S4、将径流泥沙样本过滤，称量并记录过滤后的径流泥沙样本的重量，风干后称量并记录降雨过程中的产沙量，计算降雨过程的径流量。本发明通过搭建坡面径流小区，在径流小区均匀铺设质量（或厚度）相同但类型不同的地表覆盖物或者质量（或厚度）不同但类型相同的地表覆盖物，对地表覆盖物的类型以及地表覆盖物的厚度在减少水土流失量方面进行量化研究。
Description
技术领域
本发明属于水土保持技术领域，涉及水土保持试验、监测技术，尤其涉及一种地表覆盖物水土流失量的测量方法。
背景技术
由雨滴击溅、径流冲刷及下渗水分引起的水力侵蚀是我国分布最广，危害最为普遍的土壤侵蚀类型，目前我国水力侵蚀面积161.22万平方公里，占国土面积的17%，年均流失土壤高达50亿吨。一方面，如2012年北京7.21暴雨等极端强降雨的发生更是使大量水土流失的危害如土地退化、降低土壤肥力、淤塞农田湖泊、破坏生态平衡等直观地展现在人们面前；另一方面，过去在处理地表覆盖物问题上采取的一律就地燃烧的办法被已经证明不仅无法保护土壤结构和营养完整，而且在燃烧过程中增加碳排放污染空气，同时使土壤表面失去有效的保护层以致其无法抵御雨滴击溅和径流冲刷，造成大量的水土流失。
地表覆盖物层（包括枯枝落叶、木屑、割下的草灌及地膜等）作为森林生态***十分重要的水文作用层，在已有研究中已充分表明，其能够有效截留降雨，吸收雨滴动能以保护土壤免受雨滴击溅和径流冲刷侵蚀，增加土壤水分入渗，保持土壤温度，抑制土壤水分蒸发，但过去针对林地坡面水土流失量的研究主要集中在林冠截留及林木茎干流方向，对地表覆盖物层与降雨的水文响应关系研究较为薄弱，特别是在试验条件的设定上，往往局限于某一种地表覆盖物或地表覆盖物特定的质量或厚度，而由于风力的不断扰动及地表覆盖物自身的脱落腐烂，其质量或厚度一直处于动态变化之中；而对不同地表覆盖物类型防蚀能力的比较研究更是凤毛麟角。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种地表覆盖物下坡面水土流失量的测量方法，以解决地表覆盖物的类型以及地表覆盖物的厚度在减少水土流失量方面量化研究的问题。
（二）技术方案
为实现以上功能，本发明提供一种地表覆盖物水土流失量的测量方法，该方法包括以下步骤：
S1、布设径流小区；
S2、在所述径流小区均匀覆盖地表覆盖物；
S3、记录所述径流小区的产流时间，收集径流泥沙样本；
S4、将径流泥沙样本过滤，称量并记录过滤后的径流泥沙样本的重量，风干后称量并记录降雨过程中的产沙量，计算降雨过程的径流量。
其中，步骤S1包括以下步骤：
S11、选取坡面；
S12、在所述坡面选取试验区域，利用挡板将试验区域围成径流小区，在所述径流小区下端的出水口设置集流水槽，所述集流水槽与所述挡板固定连接，在所述集流水槽的槽口下方设置集流桶。
其中，在步骤S11中，所述坡面为可以是人工坡面，也可以是天然坡面。
优选的，在步骤S12中，所述挡板由隔水材料制成。
优选的，在步骤S12中，所述隔水挡板为铁皮。
优选的，在步骤S12中，所述铁皮高为25cm～40cm，所述铁皮下端***土壤8cm～15cm，上端距地表17cm～25cm。
优选的，在步骤S12中，所述集流水槽为铝制集流水槽。
优选的，所述集流桶为1个或多个塑料圆桶。
优选的，所述圆桶直径为25cm～35cm，高为65cm～90cm。
（三）有益效果
本发明通过搭建坡面径流小区，在径流小区均匀铺设类型不同但厚度/质量相同的地表覆盖物或者铺设厚度/质量不同但类型相同的地表覆盖物，解决了地表覆盖物的类型以及地表覆盖物的厚度/质量在减少水土流失量方面的量化研究问题，进一步阐释了森林生态***中的地表覆盖物层的防蚀机理。
附图说明
图1是本发明径流小区的整体效果图。
图中，1：挡板；2：集流水槽；3：集流桶；4：地表覆盖物。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
本发明提供一种地表覆盖物水土流失量的测量方法，该方法包括以下步骤：
S1、布设径流小区；
S2、在所述径流小区均匀覆盖地表覆盖物；
S3、记录所述径流小区的产流时间，收集径流泥沙样本；
S4、将径流泥沙样本过滤，称量并记录过滤后的径流泥沙样本的重量，风干后称量并记录降雨过程中的产沙量，计算并记录降雨过程的径流量。
本发明上述测量方法通过搭建坡面径流小区来实现，在径流小区均匀铺设类型不同但厚度/质量相同的地表覆盖物，或者在径流小区铺设厚度/质量不同但类型相同的地表覆盖物，对地表覆盖物的类型以及地表覆盖物的厚度/质量在减少水土流失量的影响进行量化研究，以进一步阐释森林生态***中的地表覆盖物层的防蚀机理。
本发明通过搭建径流小区，可以在天然降雨或者人工降雨的条件下，对类型不同但厚度/质量相同的地表覆盖物或者厚度/质量不同但类型相同的地表覆盖物的坡面水土流失量进行连续测量。
上述地表覆盖物水土流失量的测量方法中，步骤S1包括下述步骤：
S11、选取坡面；
S12、在所述坡面选取试验区域，利用挡板1将试验区域围成径流小区，在所述径流小区下端的出水口安装集流水槽2，所述集流水槽2与所述挡板1固定连接，在所述集流水槽2的槽口下方设置集流桶3。
本发明选取的坡面可以是天然坡面，也可以人工坡面。人工坡面可以人为的修改地面坡度与土壤种类或者液压机械土槽。
如图1所示，可以在天然坡面上设置两块或者多块矩形区域作为试验区域，为了使试验区域更好的适应人工降雨设施，最好将试验区域设置为5m*1m的矩形。
利用挡板1在试验区域围成对应的径流小区，在径流小区下方的出水口安装集流水槽2，集流水槽2与挡板1固定连接，在集流水槽2的槽口下方设置集流桶3。
为降低测量过程中产生的误差，阻止径流小区内部和外部的雨水相互渗透，挡板1选用隔水材料；最好的，挡板1为铁皮；为达到降低误差并减少试验成本的目的，铁皮的高度最好为30cm；为防止水流入渗，铁皮下端***土壤10cm；为防止径流小区外部的雨水进入径流小区，铁皮上端距地表20cm。
在径流小区下端的出水口设置集流水槽2，在集流水槽2槽口下方设置集流桶3。集流水槽2用于引导由坡面产生的径流泥沙至集流桶3；优选的，集流水槽2为铝制集流水槽。集流桶3用于收集通过集流槽2流出的径流泥沙；优选的，集流桶3选择直径为30cm，高为70cm的塑料圆桶；若采集径流泥沙的时间间隔较短，则应选取若干集流桶，待径流充满集流桶后及时替换。
在布设完毕的径流小区表面覆盖地表覆盖物，将地表覆盖物在径流小区均匀铺开。可以将径流小区以平方米为单位划分为若干子块，在每平方米的子块上均匀铺设预先设计好质量为M的地表覆盖物，则可以对Mkg/m2的地表覆盖物对减少水土流失量方面的影响进行研究。
若研究地表覆盖物的类型对水土流失量的影响，则根据实验目的，对面积相同的不同径流小区覆盖厚度/质量相同但类型不同的地表覆盖物。
若研究地表覆盖物的厚度/质量对水土流失量的影响，则根据实验目的，对面积相同的不同径流小区覆盖类型相同但厚度/质量不同的地表覆盖物。
由于本发明的径流小区是可以重复利用的，其地表覆盖物也是可以根据需要大批量收集的，因此可以对不同类型地表覆盖物在减少水土流失方面进行持续的研究，也能够对厚度/质量不同但类型相同的地表覆盖物在减少地表水土流失方面进行持续研究，以更好的阐述森林生态***中地表覆盖物层的防蚀机理。
径流小区布设完毕且地表覆盖物铺设完毕后，等待降雨，也可以采用人工降雨的方式。
降雨开始后，记录产流时间，根据试验设计，将径流泥沙样本收集至集流桶3，待集流桶3即将充满径流泥沙时及时更换并记录。
降雨结束后，将所采集的径流泥沙样本过滤，选择量程为0-10kg（精度为1g）的电子称称量过滤后的径流泥沙样本，记录其质量M1；在自然条件下风干泥沙样本，选择量程为0-10kg（精度为1g）的电子称称量风干后的泥沙质量M2并记录；该泥沙质量M2即为降雨过程中的产沙量，M1-M2即为降雨过程中的径流量。
上述的降雨过程可以是自然降雨，也可以是人工降雨。若试验在人工降雨条件下进行，则将降雨机垂直设置于径流小区上空，且距坡面一定的高度，以保证雨滴降落到地表覆盖物上的速度接近天然降雨。
本发明提供的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其径流小区的布设，降雨过程的设置都是可以重复再现的，因此能够保证实验数据的准确性和有效性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、布设径流小区；
S2、在所述径流小区均匀覆盖地表覆盖物（4）；
S3、记录所述径流小区的产流时间，收集径流泥沙样本；
S4、将径流泥沙样本过滤，称量并记录过滤后的径流泥沙样本的重量，风干后称量并记录降雨过程中的产沙量，计算降雨过程的径流量。
2.根据权利要求1所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
S11、选取坡面；
S12、在所述坡面选取试验区域，利用挡板（1）将试验区域围成径流小区，在所述径流小区下端的出水口安装集流水槽（2），所述集流水槽（2）与所述挡板（1）固定连接，在所述集流水槽（2）的槽口下方设置集流桶（3）。
3.根据权利要求2所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，在步骤S11中，所述坡面为可以是人工坡面，也可以是天然坡面。
4.根据权利要求3所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，在步骤S12中，所述挡板（1）由隔水材料制成。
5.根据权利要求4所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，在步骤S12中，所述隔水挡板（1）为铁皮。
6.根据权利要求5所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，在步骤S12中，所述铁皮高为25cm～40cm，所述铁皮下端***土壤8cm～15cm，上端距地表17cm～25cm。
7.根据权利要求2所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，在步骤S12中，所述集流水槽（2）为铝制集流水槽。
8.根据权利要求2所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，所述集流桶（3）为1个或多个塑料圆桶。
9.根据权利要求7所述的地表覆盖物水土流失量的测量方法，其特征在于，所述圆桶直径为25cm～35cm，高为65cm～90cm。
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Legal Events
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