[发明专利]一种径流泥沙和壤中流的测定系统及其组建方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤性质测定技术领域，尤其涉及一种径流泥沙和壤中流的测定系统及其组建方法。

背景技术

水土流失产生的径流泥沙指标测定途径是通过径流小区的构建来进行。《水土保持监测技术规程》(SL 277-2002)里定义径流小区作为不同类型区水蚀地面监测的一种主要措施，用以监测水土流失量。广泛应用的径流小区通常包括边埂及其围成的小区，集流槽，径流和泥沙集蓄设备及排水系统组成。

在降雨期间，一部分降雨在土壤表层汇集并侧向流动的水流，又称表层流.是常规测定的径流。另一部分降雨形成的下渗水流在土壤层次不连续界面上受阻积蓄，形成暂时饱和带，形成壤中流。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，容易产生壤中流。有时，在未饱和带中也能产生壤中流。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。在降雨引发径流的过程中，对土壤壤中流也存在影响，且在降雨结束后，土壤中的壤中流有时可持续数天、几周甚至更长时间。目前对壤中流研究尚不深入，特别在水土流失影响方面，壤中流的研究更加鲜有。

现阶段，常规的反映水土流失只是通过测定径流小区范围内径流泥沙指标的反应。而土壤壤中流的流动也会带走土壤颗粒、水分等，造成水土流失。因此，水土流失的监测不因只单纯的测定径流和泥沙，壤中流部分也应该同时测定和后期测定，更加全面的反应水土流失情况。如何达到系统全面科学的监测降雨引发水土流失产生的径流量、泥沙量和导致的壤中流变化的测定及水土流失后期壤中流的变化尤为重要。通过对径流、泥沙指标的观测，可以很好的反映水土流失的程度，对壤中流的测定，可以更加系统全面的反映水土流失的影响，对试验研究存在科学的指导意义。

但在实际操作过程中，径流小区的应用还存在以下问题：

1、常规的径流小区采用水泥石子、钢板、铁皮等构建，工程造价高，耗时费力，人力物力投入较大。且传统的构建通常只能定位定点构建一个径流小区。

2、径流小区构建过程中对植被土壤的破坏严重，对试验的结果较大，或者径流小区建好后，恢复几年时间才能恢复原来状况，时间跨度大，严重影响了试验进程。

3、对径流泥沙的测定为人为的承接工具承接取样，带回实验室分析，人力投入较大，耗时耗力，样品储存的损耗，人为取样测定的主观误差较大。

4、降雨过程中，壤中流的变化也是很重要的一部分，而传统的径流小区监测达不到对壤中流的测定条件，后期的单独测定壤中流与降雨收集的径流泥沙达不到同时同期，试验存在很大局限性。而且对降雨后期壤中流的变化也缺乏测量。

5、现有的测定装置有单独的测定表层径流和泥沙的装置，而结合壤中流同时进行测定的装置几乎没有。

6、在径流、泥沙测定方面，已有的研究大都为样品的全部人为收集，后续再进行径流泥沙的分离测定，耗费了大量的时间和成本，且运输过程中，样品容易受影响。此外，对样品数据的人为测定结果由于测定人员的不同，数据主观偏差性较大，导致试验误差较大，且耗时耗力。如何简单便捷的达到对径流泥沙的分离及测定很值得研究。并且实现自动化测定径流泥沙及同时对一定深度范围内的壤中流的自动测定尚缺乏研究。

7、传统的径流小区的构建，只能达到一场降雨下的一个小区试验的测定，而想达到通常降雨条件下两个到三个的重复试验径流小区或不同设置径流小区的对比试验测定往往很难实现。

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解决现有的径流小区构建过程复杂，费时费力，且对植被土壤的破坏严重，对试验的结果较大，测定径流小区内径流泥沙指标的同时壤中流无法测定，这些指标通常需要人为测定耗时耗力，且存在人为测定误差的问题。

(二)技术方案