[发明专利]一种土壤降雨可蚀性快速测定方法

说明书

技术领域

本发明属于水土保持技术领域，具体涉及野外不同土壤类型降雨可蚀性的快速测定方法。

背景技术

水土流失是世界性的生态环境问题。水土流失不仅造成土壤肥力下降，土壤生产力降低，还将泥沙、面源污染区带入湖泊、水库和河流，造成水库淤积，河床抬高，洪水泛滥和水环境恶化等一系列生态环境问题。

降雨侵蚀是坡面侵蚀的重要原因。土壤的降雨可蚀性表示水蚀过程中土壤对降雨侵蚀作用力(降雨打击)的敏感性，是定量计算坡面侵蚀的关键参数。然而现有的测定方法多数都在室内进行，测试过程仅考虑雨滴溅蚀作用，未能真正反映降雨侵蚀过程中降雨打击和径流搬运的综合作用，没有完全体现土壤对降雨侵蚀的敏感性，而且这些实验方法也不能满足在野外快速测定降雨可蚀性的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定野外降雨可蚀性的方法，具有操作简便和快速的特点，能快速测定野外不同土壤类型和土地利用方式下降雨可蚀性。

本发明的技术方案如下：

一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，包括如下步骤：

步骤一、地表处理

划定实验区，范围至少为：1.5m×1.5m，坡度10°±3°，如实验区为坡耕地，则按常规农业耕作措施翻耕10cm深表土；如实验区为林草地，则用平铲逐层轻轻铲去植被层、枯枝落叶层和腐殖质层，暴露下生土层；实验区周边1m范围地表处理与小区内相同，在实验区下方开挖排水沟；

步骤二、设置微小区

设置一个不锈钢材质的微小区，长宽规格为0.35m×0.35m，微小区边框高度10cm，在微小区的一边外侧焊接有一个集流槽，集流槽槽口低于微小区上边沿0.5cm，集流槽以呈向下倾斜5°的角度与导流管连接；将微小区布设在实验区中心，整体插入土体，边框高出地表0.5至1cm。

步骤三、水分控制

在开始实验前利用模拟降雨机进行35mm/h雨强的湿润降雨，至地表开始产流后即停止降雨，在湿润降雨停止后3小时开始正式实验；

步骤四、雨强控制

对模拟降雨机的雨强进行率定，设置实验雨强I为70mm/h。

步骤五、侵蚀率测定

降雨产流后，每隔2分钟用量筒收集微小区径流量V₁，并用秒表记录取样时间T，并将量筒内的全部样品转入空盒重量为W₁的铝盒中，置入烘箱于105℃温度下烘干24小时，然后进行称重，获得烘干后总重量W₂，通过公式计算侵蚀率D_i；

步骤六、土壤降雨可蚀性计算

采用公式计算土壤降雨可蚀性，其中K_i为降雨可蚀性，单位为10³(g/KJ)·m²，D_i为试验进行到降雨产流15min后的降雨侵蚀率，单位为g/min，E为降雨动能，单位为KJ/(m²·mm)，降雨动能根据模拟降雨机的参数确定。

更进一步的方案是：所述微小区上的集流槽以向下倾斜5°的角度与导流管连接。

本发明通过设置一个微小区，并结合地表处理、人工模拟降雨等方式，能够快速有效的收集微小区内的径流，并进行侵蚀率和降雨可蚀性的计算，可普遍应用于在野外对不同土壤降雨可蚀性的快速测定，整体步骤和方法简单，设备成本也较低，且测定迅速。

另外，在选择实验区时，要注意坡度的选择，坡度不能太大，因为太陡会发生径流侵蚀，影响测定准确性，并且降雨机不好布置；坡度也不能太小，太小径流的搬运能力不够，无法把降雨侵蚀产生的泥沙都搬运出来，测定也不准确。因此，通过多次观察实验，选择10°左右的坡度其测定结果最为准确。

附图说明

图1为本发明实验区示意图；

图2为本发明具体实施方式中的降雨侵蚀过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的阐述，以帮助对本发明的理解。本发明所采用的微小区容易加工制造，其他简易设备均可在市场上购买或者简单加工得到。

实验地点：云南东川区，供试土壤：红壤。

如附图1所示，一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，包括如下步骤：

步骤一、地表处理

划定实验区1，范围至少为：1.5m×1.5m，坡度10°，实验区为坡耕地，则按常规农业耕作措施翻耕10cm深表土；实验区周边1m范围地表处理与小区内相同，在实验区下方开挖排水沟；

步骤二、设置微小区