[发明专利]一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤侵蚀和森林水文学技术领域，特别是一种能够观测坡面水量平衡过程的坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法。

背景技术

土壤壤中流失在土壤表层或分层土层内的界面上侧向流动的水流，又称表层流，是径流的组成部分，主要发生在不同层次土壤或有机质的不连续界面上。界面以下土层是透水性较差的相对不透水层。下渗水流在不连续界面上受阻积蓄，形成暂时饱和带，发生壤中流。

壤中流是一种多孔介质中的水流运动。它的流动速度比地表径流慢。在降雨形成径流的过程中，壤中流的集流过程缓慢，有时可持续数天、几周甚至更长时间。当壤中流占一次径流总量较大比例时，它将使径流过程变得比较平缓。

在土壤有分层结构，且下层土壤的下渗能力小于上层土壤时，下渗水流在界面上受阻积蓄，形成饱和带和侧向水力坡度，产生壤中流。有时，在未饱和带中也能产生壤中流。在森林覆盖的流域、植被良好的山坡、与河沟紧连的坡脚和凹坡的坡底，在有较厚且松疏的土层覆盖在不透水基岩上的情况下.容易产生壤中流。在气候干旱的地区。

影响壤中流的主要因素是土壤物理特性、分层状况和水流补给条件，土壤中的非毛管孔隙、动植物洞穴可促成壤中流的发展。由于壤中流的发生条件比较复杂，目前的研究尚不深入。

由于壤中流的流量较小，且发生在地下未饱和带中，因此土壤壤中流产生过程的流量自动观测是目前野外试验的难点问题，特别是在野外试验由于场地限制很难做到实时监测壤中流流量的动态变化，通常采用定期进行测量得到坡面土壤产生的壤中流，但是这种方法需要计量人员在降雨期间亲临现场，不断测量壤中流产生量，人力耗费比较大，而且不能得到连续的壤中流数据，不能满足实际需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是土壤壤中流产生过程的流量自动观测是目前野外试验的难点问题，特别是在野外试验由于场地限制很难做到实时监测壤中流流量的动态变化，通常采用定期进行测量得到坡面土壤产生的壤中流，但是这种方法需要计量人员在降雨期间亲临现场，不断测量壤中流产生量，人力耗费比较大，而且不能得到连续的壤中流数据，不能满足实际需求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种坡面水量平衡场观测装置，其包括：隔离边墙、集水槽、挡墙及计量装置；所述隔离边墙设置于坡面的基岩面上，所述集水槽对应于所述隔离边墙设置，所述挡墙内分别设置有表层导流管及壤中导流管，所述表层导流管对应于所述集水槽设置，所述表层导流管及壤中导流管均与所述计量装置连通。

优选地，所述壤中导流管包括第一壤中导流管及第二壤中导流管，所述第一壤中导流管设置于所述表层导流管与所述第二壤中导流管之间。

优选地，还包括分别对应于所述第一壤中导流管及第二壤中导流管设置的钢板。

优选地，所述钢板上铺设有鹅卵石层。

优选地，所述计量装置为分别与所述表层导流管及壤中导流管连通的计量筒。

优选地，所述集水槽上设置有槽盖。

优选地，所述槽盖的材质为不锈钢。

优选地，坡面上对应于所述隔离边墙设置有排水沟。

优选地，所述集水槽与所述表层导流管之间设置有过滤网。

本发明还提供了一种应用如上所述的坡面水量平衡场观测装置的观测方法，其特征在于，具体步骤为：

S1、在坡面的基岩面上设置有隔离边墙，隔离边墙围成隔离径流小区；

S2、将挡墙内的表层导流管及壤中导流管与计量装置连通。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的坡面水量平衡场观测装置中的隔离边墙设置于坡面的基岩面上，集水槽对应于隔离边墙设置，挡墙内分别设置有表层导流管及壤中导流管，表层导流管对应于集水槽设置，表层导流管及壤中导流管均与计量装置连通。本发明提供的坡面水量平衡场观测装置中挡墙内设置有表层导流管及壤中导流管，表层导流管及壤中导流管均与计量装置连通，能够实时监测壤中流流量的动态变化，实现壤中流流量信息的分层与采集；具有结构简单、观测方便等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的坡面水量平衡场观测装置的俯视图；

图2是本发明实施例的坡面水量平衡场观测装置的剖视图。

图中：1：排水沟；2：隔离边墙；3：集水槽；4：挡墙；5：表层导流管；6：第一壤中导流管；7：第二壤中导流管；10：基岩面；11：钢板；13：计量筒。

具体实施方式