CN104007248A - 一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用，运用径流小区、划油漆、打桩、核素示踪等方法研究岩溶槽谷区水土流失特征、机理以及地下漏失规律，结合地下河泥沙监测，得到大尺度以及小尺度地表水土流失和地下漏失比例，再以刘宝元水土流失模型为依据，构建岩溶槽谷区水土流失耦合模型。该模型为有效治理岩溶地区地下河水污染提供必要参考，为准确计算地表和地下土壤侵蚀量提供科学依据，为正确判定土壤侵蚀强度、治理水土流失和石漠化问题提供可靠保障，有利于人们治理脆弱的岩溶环境，保持该地区生态经济可持续发展；同时也为防治三峡库区水污染、三峡库区泥沙沉积提供有价值的科学依据。

Description

一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用

技术领域

本发明属于水土流失防治技术领域，尤其涉及一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用。

背景技术

中国岩溶广泛发育，按碳酸盐岩出露面积计，有90.7万km²。其中，中国西南岩溶地区是“世界上最大的喀斯特连续带”，面积约50万km²。碳酸盐岩成土物质的先天不足，使岩溶地区成土速度十分缓慢，在没有植被保护情况下，几场大雨就有可能流失殆尽，形成岩溶石漠化。要有效防治石漠化发生，必须弄清岩溶地区水土流失特征及机理。

岩溶地区由于特殊的岩性，发育地表地下双层岩溶结构，基岩大片裸露，土被不连续，异质性高，裂隙、落水洞和地下暗河发育。岩溶地区因为存在地下化学溶蚀，地表土壤会出现土壤沉陷现象，所以岩溶地区水土流失存在地表流失和地下漏失，这也是区分非岩溶地区的关键点(如图1所示)。土壤地下漏失是指喀斯特地下水溶蚀形成的孔洞和孔隙，被上覆土壤通过蠕滑和错落等重力侵蚀方式充填，造成坡地地面土壤、土壤母质及其它地面组成物质如岩屑、松散岩层等沿溶沟、溶槽、洼地和岩石缝隙内的土壤沉陷，进入地下管道和地下河。土壤地表流失是指土壤在水力、风力、冻融、重力以及其它外营力作用下，地面土壤、土壤母质及其它地面组成物质被破坏、剥蚀、运转、沉积的过程和通过落水洞、竖井进入地下河。

随着对岩溶地区水土流失认识的不断深入，一些学者将岩溶地区水土流失研究拓展到地表和地下研究。但是，这些研究大多是从宏观或者理论上对地下流失进行了阐述或直接应用。通过野外观测，岩溶作用对地下水土流失的研究鲜见报道。岩溶地区地下水土流失研究少的主要原因，是地下水土流失难以定量检测，导致人们对岩溶地区水土流失特征了解不清，水土流失机理认识不够，从而阻碍了人们对岩溶地区水土流失的治理。

要弄清楚岩溶地区水土流失特征及机理，必须弄清楚岩溶地区地下水土漏失。目前岩溶地区的土壤漏失研究主要集中在贵州、广西等地。岩溶地区的地下漏失与岩溶裂隙发育程度关系很大，而裂隙发育受地质构造、岩性、植被、水文等多重因素的影响，岩溶地区区域不同，土壤漏失差异很大。有人指出纯碳酸盐岩原始山地地下流失比例达80％，而碳酸盐岩原始山地和碳酸盐岩非原始山地地下流失比例很低。重庆岩溶槽谷区最初背斜形成时，上覆须家河组砂岩，下覆岩层依次是雷口坡组、嘉陵江组以及飞仙关组碳酸盐岩。当上覆砂岩被剥蚀后，其下部灰岩裸露，经长期雨水及两翼砂岩外源水的溶蚀形成核部的岩溶槽谷。并在槽谷中形成洼地、谷地、落水洞等岩溶形态，在槽谷下部灰岩中发育地下河。在槽谷中裸露的基岩上常有溶痕、溶沟、溶隙等岩溶形态现象存在。如图2和3所示，重庆岩溶槽谷区现在背斜轴部出露的地层为三叠系下统嘉陵江组(T1j)厚层块状灰岩、白云岩、白云质灰岩夹角砾状灰岩，构造裂隙极为发育，有时飞仙关组灰岩夹页岩出露。背斜两翼为三叠系中统雷口坡组(T2l)白云质灰岩、白云岩及泥灰岩，夹角砾状灰岩及灰绿、黄绿色页岩和三叠系上统须家河组(T3xj)长石石英砂岩、泥质粉砂岩、泥岩并夹有煤系，岩层产状较平缓，但由于岩层相对难以溶蚀，地表上表现为岭脊山地，从而形成所谓的“一山二岭一槽”或“一山三岭两槽”岩溶地貌景观。

岩溶槽谷不仅是重庆地区普遍存在的一种地貌类型，也是生活在这个区域的人们进行农事活动的场所。如果不弄清楚岩溶槽谷区水土流失特征和机理，不建立岩溶地区水土流失耦合模型，就不能正确计算槽谷区地表水土流失量和地下土壤漏失量，无法正确指导人们在这个区域进行农业生产活动，势必加剧该区域的水土流失和石漠化进程，使依附该地区生活的人们逐渐失去生存的根基和能力。

为了解决这些科学问题，有必要在重庆岩溶槽谷区修建径流小区，开展水土流失研究工作。三峡库区重庆段岩溶面积所占比例达34.71％，研究重庆岩溶地区的水土流失，不仅有利于该地区生态经济可持续发展，还有利于研究在这种岩性背景下，水土流失和土壤漏失对三峡库区的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用，旨在解决现有岩溶地区水土流失耦合模型不能正确计算槽谷区地表水土流失量和地下土壤漏失量的问题。

本发明是这样实现的，一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，包括以下步骤：

S1、在野外布置径流场，运用野外观测和野外人工模拟降雨，测定各影响因素对水土流失的影响；通过观测径流量、次降雨侵蚀速率、泥沙量、入渗量、土壤含水量和抗剪强度变化，得到各影响因素与水土流失的定量关系；

S2、研究岩溶槽谷区土壤地表流失和地下漏失比例；通过径流场观测、岩溶槽谷所在流域范围观测，结合地下河泥沙监测，得到大、小两个尺度地表水土流失和地下漏失比例；

S3、根据所述各影响因素与水土流失的定量关系以及所述大、小两个尺度地表水土流失和地下漏失比例，构建岩溶槽谷区水土流失耦合模型。

优选地，在步骤S1中，所述在野外布置径流场的方法包括以下步骤：采用人工模拟降雨的方式，选择自然界不同岩溶裂隙发育程度，不同土地利用类型，修建若干简易径流场，径流场三边砌砖并用水泥抹面，下方放置集水桶收集每次降雨产生的径流和泥沙。

优选地，在步骤S1中，所述影响因素包括土地利用类型、降雨特征、地表植被覆盖度、岩石裸露率、岩溶裂隙发育程度、地形位置、土壤湿度。

优选地，在步骤S1中，所述径流量的监测以次降雨进行监测，通过记录水桶的水深度以及水桶的面积，得到次降雨产生的径流量；每次径流水量采集前，将水桶内的水泥充分搅拌均匀，取500ml泥水混合液，通过0.45um滤膜，滤膜烘干后称重，通过两次滤膜重量相减，计算得到所述泥沙量M，其中，泥沙流失量(g/m²)＝径流量(L/m²)×M(mg/L)×1/1000。

优选地，在步骤S1中，所述侵蚀速率采用¹³⁷Cs和⁷Be测量；所述土壤含水量采用烘干法测定；所述入渗量采用双渗透环法测定；所述抗剪强度采用VanetesterH-60型现场抗剪仪测定。

优选地，在步骤S2中，小尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的确定包括以下步骤：在选定若干径流场境内采用传统的打桩、划油漆方法检测径流场内总土壤流失量，同时在相应的径流池中检测地表土壤流失量，将所述总土壤流失量与地表土壤流失量相减，得到小尺度径流场地下土壤漏失量，从而得到小尺度地表和地下漏失比例。

优选地，在步骤S2中，大尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的确定包括以下步骤：

在选定岩溶槽谷流域范围内，按照不同土地利用类型采集表层土样，通过测试¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，取不同土地利用类型¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度的平均值，利用各土地类型面积比例、侵蚀模数，通过加权计算得出土壤表层土样¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度含量；

根据地表土壤和地下河淤泥¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，通过配比法得出地表和地下漏失比例。

优选地，在步骤S2中，大尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的验证包括以下步骤：在选定岩溶槽谷地下河用浊度仪进行泥沙监测，得到地下河泥沙流失量，再根据地表各土地利用类型监测的地表流失量，推算地表和地下流失比例。

优选地，在步骤S3中，所述岩溶槽谷区水土流失耦合模型用函数定义为：

Y＝W+W`     (1)；

W＝ARKD_LSBET(1-a)     (2)；

$W^{\′}=\frac{W}{\mathrm{\δ}}\×(1-\mathrm{\δ})---\left(3\right);$

式(1)中，Y表示岩溶地区总侵蚀量，W代表地表侵蚀量，W'代表地下土壤侵蚀量；

式(2)中，A是调节系数，a是指岩石裸露率，R是降雨侵蚀力，K土壤可蚀性因子，D_LS是坡度、坡长因子，B是生物措施因子，E工程措施因子，T耕作措施因子；A＝B₁×B₂，B₁是指岩溶地区与非岩溶地区水土流失的地表径流系数比值，B₂是指岩溶地区与非岩溶地区年度产生土壤侵蚀的降雨量次数比值；

式(3)中，δ表示岩溶地区地表侵蚀比例，1-δ表示岩溶地区地下侵蚀比例。

本发明进一步提供了上述岩溶地区水土流失耦合模型在治理岩溶地区地下河水污染、治理水土流失、石漠化方面的应用。

本发明克服现有技术的不足，提供一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法及其应用，运用径流小区、划油漆、打桩、核素示踪等方法研究岩溶槽谷区水土流失特征、机理以及地下漏失规律，结合地下河泥沙监测，得到大尺度以及小尺度地表水土流失和地下漏失比例，再以刘宝元(郑粉莉，江忠善，高学田.水蚀过程与预报模型[M].北京：科学出版社，2007.)水土流失模型为依据，构建岩溶槽谷区水土流失耦合模型，为岩溶地区正确计算土壤侵蚀量提供科学依据。

本发明通过多种方法配合，研究岩溶地区水土流失的各种影响因素，得到岩溶地区水土流失特征与漏失机理，建立岩溶地区水土流失耦合模型。研究岩溶地区水土流失特征及机理，能够为有效治理岩溶地区地下河水污染提供必要参考，为准确计算地表和地下土壤侵蚀量提供科学依据，为正确判定土壤侵蚀强度、治理水土流失和石漠化问题提供可靠保障，有利于人们治理脆弱的岩溶环境，保持该地区生态经济可持续发展。同时也为防治三峡库区水污染、三峡库区泥沙沉积提供有价值的科学依据。

附图说明

图1是岩溶地区水土流失过程概念图；

图2是重庆岩溶槽谷地貌示意图；

图3是图2中的A-B剖面示意图；

图4是本发明岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法的技术方案要点在于，采取布设径流小区、野外采样、核示踪、地下河含沙量监测、室内样品分析、GIS和遥感等手段，在野外全面调查水文地质的基础上，广泛收集资料，以定量分析为主，以地球***科学和岩溶动力***理论为指导，以野外调查和野外分析以及实验室先进的分析技术为支撑，运用数理统计方法，探讨岩溶地区水土流失影响因素，建立定量关系，根据地表地下流失比例，提出岩溶地区水土流失耦合模型。

(1)在野外布置径流场，研究岩溶地区水土流失与土地利用类型、降雨特征、地表植被覆盖度、岩石裸露率、岩溶裂隙发育程度、地形位置、土壤湿度等的关系，重点研究岩石裸露率与岩石裂隙发育程度，从而建立水土流失与各影响因素的定量关系。

(2)针对现在国内外学者提出的岩溶地区地下漏失理念，通过核示踪技术、地下河泥沙监测以及在径流小区内划油漆、打桩等手段分析，得到岩溶地区土壤地表流失和地下漏失比例，在上述研究基础之上，构建岩溶地区水土流失耦合模型。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，如图4所示，包括以下步骤：

S1、在野外布置径流场，运用野外观测和野外人工模拟降雨，测定各影响因素对水土流失的影响；通过观测径流量、次降雨侵蚀速率、泥沙量、入渗量、土壤含水量和抗剪强度变化，得到各影响因素与水土流失的定量关系；

在步骤S1中，运用野外观测和野外人工模拟降雨，研究岩溶地区水土流失与土地利用类型、降雨特征、地表植被覆盖度、岩石裸露率、岩溶裂隙发育程度、地形位置、土壤湿度等的关系，尤其研究岩石裸露率与岩石裂隙发育程度对水土流失的影响，探讨岩溶裂隙发育程度和强度对地下漏失的影响。在研究区选取各指标的典型区域，通过制作简易径流小区，结合人工模拟降雨，核素(¹³⁷Cs和⁷Be)示踪等试验观测方法，分别测定各影响因素对水土流失的影响，通过观测径流量、泥沙量、土壤含水量和抗剪强度变化，得到各影响因素与水土流失的定量关系。

更具体的，步骤S1包括以下过程：

A、为了监测岩溶裂隙对水土流失的影响，采用人工模拟降雨的方式，选择自然界不同岩溶裂隙发育程度，修建简易径流场3个，三边砌砖并用水泥抹面，下方放置集水桶收集每次降雨产生的径流和泥沙，监测径流量和核素示踪场次降雨侵蚀速率。通过观测入渗量、土壤含水量的变化，定量评价岩石裂隙发育程度对土壤入渗和抗冲性的影响。运用¹³⁷Cs和⁷Be测量侵蚀速率。采用双渗透环法测定入渗量，采用烘干法测定土壤含水量，采用VanetesterH-60型现场抗剪仪测定抗剪强度。

B、径流量的监测以次降雨进行监测，通过记录水桶的水深度以及水桶的面积，得到次降雨产生的径流量；每次径流水量采集前，将水桶内的水泥充分搅拌均匀，取500ml泥水混合液，通过0.45um滤膜，滤膜烘干后称重，通过两次滤膜重量相减，计算泥沙含量M。泥沙流失量(g/m²)＝径流量(L/m²)×M(mg/L)×1/1000。其他的水土流失影响因子(如石漠化因子、植被覆盖度等)也是采用此方法进行监测，得到它们的定量关系。

S2、研究岩溶槽谷区水土流失特征、机理以及地下漏失规律，结合地下河泥沙监测，得到大尺度以及小尺度地表水土流失和地下漏失比例；

在步骤S2中，一是通过在径流小区划油漆、打桩(此方法虽然简单、精度不高，但是如果坚持长期观测，能够说明问题)、137Cs核示踪等方法，研究小尺度范围岩溶地区地表水土流失和地下漏失比例；二是在岩溶槽谷区所在流域范围内，根据土地利用方式测土壤¹³⁷Cs、²¹⁰Pb含量，测该流域地下河淤泥¹³⁷Cs、²¹⁰Pb的含量，按照配比法计算地表和地下漏失比例；三是在岩溶槽谷区所在流域范围内，根据地表监测水土流失以及在地下河出口监测泥沙含量，推算地下漏失量，得出地表地下流失比例。

更具体的，小尺度地表水土流失与地下漏失比例实验具体包括：

采用径流小区法和传统的打桩、划油漆法分析研究区域地表和地下漏失比例。在南川岩溶地区9个径流场境内通过划油漆、打桩等方法检测径流场内泥沙流失量，同时在相应的9个径流池中检测地表泥沙流失量。方法是每次降雨结束后如果有土壤侵蚀，将9个径流池中的水和淤泥搅匀，用2升的量杯舀取池中水，用虹吸法将量杯中水放干，用烤箱烘干量杯中淤泥并称得重量，再根据径流池中的泥水体积，算出土壤侵蚀量。记录侵蚀泥沙量，将全年土壤侵蚀量加起来，根据径流场的面积推算到一平方公里，得出全年的土壤侵蚀模数。通过6(3+3)年的检测，对划油漆、打桩的位置进行新的测算，根据径流场的面积计算泥沙流失量(包含地表泥沙流失量和地下泥沙流失量)，计算径流池中泥沙量(地表泥沙流失量)，从而推算出各径流场地表、地下流失量。

降雨数据采用国家攻关项目中在南川南平安装的全自动小气象站监测数据，一个月收集一次降雨数据。

此外，在步骤S3中，更具体的，大尺度地表水土流失与地下漏失比例实验具体包括：

大尺度地表、地下水土流失比例实验有两种。一种是用¹³⁷Cs、²¹⁰Pb核示踪配比法求算。方法是在南川岩溶槽谷流域范围内，按照不同土地利用类型采集表层土样(采样深度5cm，取样面积20cm×20cm)各5个，通过测试¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，取不同土地利用类型¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度的平均值，利用各土地类型面积比例(运用遥感图片分析得出)、侵蚀模数，通过加权计算得出土壤表层土样¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度含量。根据地表土壤和地下河淤泥¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，通过配比法得出地表和地下漏失比例。另一种是用实测法求算。方法是在南川岩溶槽谷地下河用浊度仪进行泥沙监测，得到地下河泥沙流失量，再根据地表各土地利用类型监测的地表流失量，推算地表和地下流失比例。

S3、根据所述各影响因素与水土流失的定量关系以及所述大、小两个尺度地表水土流失和地下漏失比例，构建岩溶槽谷区水土流失耦合模型。

在步骤S3中，该岩溶槽谷区水土流失耦合模型在刘宝元水土流失模型的基础上加入了三个要素，包括A调节系数，A＝B₁×B₂，B₁是指岩溶地区与非岩溶地区水土流失的地表径流系数比值，B₂是指岩溶地区与非岩溶地区年度产生土壤侵蚀的降雨量次数比值。这个值主要是通过S1步骤得出。

a岩石裸露率，这个也是通过S1研究得出的结果。

δ土壤地表侵蚀比例，1-δ土壤地下漏失比例，根据前面步骤S2得出。

在步骤S3中，更具体的，岩溶槽谷区水土流失耦合模型用函数定义为：

Y＝W+W`     (1)；

W＝ARKD_LSBET(1-a)     (2)；

$W^{\′}=\frac{W}{\mathrm{\δ}}\×(1-\mathrm{\δ})---\left(3\right);$

式(1)中，Y表示岩溶地区总侵蚀量，W代表地表侵蚀量，W'代表地下土壤侵蚀量；

式(2)中，A是调节系数，a是指岩石裸露率，R是降雨侵蚀力，K土壤可蚀性因子，D_LS是坡度、坡长因子，B是生物措施因子，E工程措施因子，T耕作措施因子；A＝B₁×B₂，B₁是指岩溶地区与非岩溶地区水土流失的地表径流系数比值，B2是指岩溶地区与非岩溶地区年度产生土壤侵蚀的降雨量次数比值；

式(3)中，δ表示岩溶地区地表侵蚀比例，1-δ表示岩溶地区地下侵蚀比例。

在本发明实施例中，根据岩溶槽谷区水土地表流失、地下漏失特征和规律，研究土壤侵蚀机理，得出岩溶槽谷区水土流失耦合模型。探讨影响岩溶地区水土流失因素：坡度、坡长；降雨侵蚀力以及岩性；岩石裸露率；土壤可蚀性K值；生物措施因子B；工程措施因子E，耕作措施因子T。以我国学者刘宝元水土流失模型为蓝本，在模型中特别考虑影响岩溶地区水土流失的岩溶裂隙调节系数(A)、岩石裸露率(a)、地表地下流失比例等因素，建立岩溶地区水土流失耦合模型。并运用模型进行模拟推算，与径流小区监测结果进行比较，证实模型的可靠性。

在本发明实施例中，该岩溶地区水土流失耦合模型能够为有效治理岩溶地区地下河水污染提供必要参考，为准确计算地表和地下土壤侵蚀量提供科学依据，为正确判定土壤侵蚀强度、治理水土流失和石漠化问题提供可靠保障，有利于人们治理脆弱的岩溶环境，保持该地区生态经济可持续发展。同时也为防治三峡库区水污染、三峡库区泥沙沉积提供有价值的科学依据。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明根据研究岩溶地区水土流失机理，得到岩溶地区水土流失耦合模型。根据此模型，可以算出岩溶地区土壤地表流失量和地下漏失量，以此正确判断岩溶地区不同地块土壤侵蚀强度。根据土壤侵蚀强度采取合理的水保措施，尤其对于地下漏失比例高的地区，采取合适的水土保持措施，而不仅仅是地表水土保持措施。这样有利于保护脆弱的岩溶生态环境。因为岩溶地区的土壤漏失，不仅增加地下河淤泥量而且随着土壤携带的污染物进入地下河，也污染了地下河水质。因此正确计算土壤侵蚀量，对于治理水土流失和石漠化问题提供可靠保障，有利于人们治理脆弱的岩溶环境，保持岩溶地区生态经济可持续发展，同时为防治三峡库区水污染、三峡库区泥沙沉积提供有价值的科学依据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、在野外布置径流场，运用野外观测和野外人工模拟降雨，测定各影响因素对水土流失的影响；通过观测径流量、次降雨侵蚀速率、泥沙量、入渗量、土壤含水量和抗剪强度变化，得到各影响因素与水土流失的定量关系；

S2、研究岩溶槽谷区土壤地表流失和地下漏失比例；通过径流场观测、岩溶槽谷所在流域范围观测，结合地下河泥沙监测，得到大、小两个尺度地表水土流失和地下漏失比例；

S3、根据所述各影响因素与水土流失的定量关系以及所述大、小两个尺度地表水土流失和地下漏失比例，构建岩溶槽谷区水土流失耦合模型。

2.如权利要求1所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述在野外布置径流场的方法包括以下步骤：采用人工模拟降雨的方式，选择自然界不同岩溶裂隙发育程度，不同土地利用类型，修建若干简易径流场，径流场三边砌砖并用水泥抹面，下方放置集水桶收集每次降雨产生的径流和泥沙。

3.如权利要求2所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述影响因素包括土地利用类型、降雨特征、地表植被覆盖度、岩石裸露率、岩溶裂隙发育程度、地形位置、土壤湿度。

4.如权利要求3所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述径流量的监测以次降雨进行监测，通过记录水桶的水深度以及水桶的面积，得到次降雨产生的径流量；每次径流水量采集前，将水桶内的水泥充分搅拌均匀，取500ml泥水混合液，通过0.45um滤膜，滤膜烘干后称重，通过两次滤膜重量相减，计算得到所述泥沙量M，其中，泥沙流失量(g/m²)＝径流量(L/m²)×M(mg/L)×1/1000。

5.如权利要求4所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述侵蚀速率采用¹³⁷Cs和⁷Be测量；

所述土壤含水量采用烘干法测定；

所述入渗量采用双渗透环法测定；

所述抗剪强度采用VanetesterH-60型现场抗剪仪测定。

6.如权利要求1所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S2中，小尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的确定包括以下步骤：在选定若干径流场境内采用传统的打桩、划油漆方法检测径流场内总土壤流失量，同时在相应的径流池中检测地表土壤流失量，将所述总土壤流失量与地表土壤流失量相减，得到小尺度径流场地下土壤漏失量，从而得到小尺度地表和地下漏失比例。

7.如权利要求1所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S2中，大尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的确定包括以下步骤：

在选定岩溶槽谷流域范围内，按照不同土地利用类型采集表层土样，通过测试¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，取不同土地利用类型¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度的平均值，利用各土地类型面积比例、侵蚀模数，通过加权计算得出土壤表层土样¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度含量；

根据地表土壤和地下河淤泥¹³⁷Cs、²¹⁰Pb质量比活度，通过配比法得出地表和地下漏失比例。

8.如权利要求1所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S2中，大尺度地表水土流失和地下漏失比例关系的验证包括以下步骤：在选定岩溶槽谷地下河用浊度仪进行泥沙监测，得到地下河泥沙流失量，再根据地表各土地利用类型监测的地表流失量，推算地表和地下流失比例。

9.如权利要求1所述的岩溶地区水土流失耦合模型的构建方法，其特征在于，在步骤S3中，所述岩溶槽谷区水土流失耦合模型用函数定义为：

Y＝W+W`     (1)；

W＝ARKD_LSBET(1-a)     (2)；

$W^{\′}=\frac{W}{\mathrm{\δ}}\×(1-\mathrm{\δ})---\left(3\right);$

式(1)中，Y表示岩溶地区总侵蚀量，W代表地表侵蚀量，W'代表地下土壤侵蚀量；

式(2)中，A是调节系数，a是指岩石裸露率，R是降雨侵蚀力，K土壤可蚀性因子，D_LS是坡度、坡长因子，B是生物措施因子，E工程措施因子，T耕作措施因子；A＝B₁×B₂，B₁是指岩溶地区与非岩溶地区水土流失的地表径流系数比值，B₂是指岩溶地区与非岩溶地区年度产生土壤侵蚀的降雨量次数比值；

式(3)中，δ表示岩溶地区地表侵蚀比例，1-δ表示岩溶地区地下侵蚀比例。

10.权利要求1～9任一项所述的岩溶地区水土流失耦合模型在治理岩溶地区地下河水污染、治理水土流失、石漠化方面的应用。