[发明专利]研究坡面径流和地下孔裂隙流产流产沙规律的测量方法

摘要

一种研究坡面径流和地下孔裂隙流产流产沙规律的测量方法，设施包括：人工降雨设备，自制实验装置，塑料小桶，标有刻度的塑料大桶，采样瓶，量筒，烧杯；测量方法为以下各项：A、基岩裸露率设置及测定；B、地下孔裂隙度测定；C、雨强拟定；D、径流样及产沙样采集；E、径流量测定；F、产沙量测定，包括悬移质测定和推移质测定；G、土壤养分流失测定；H、泥沙养分含量测定；I、径流养分含量测定。本发明结合既可以调节坡度，又可以调节孔裂隙度的人工模拟降雨自制实验装置，研究喀斯特地区地表径流和地下径流的产流产沙规律，为加快研究喀斯特地区的土壤侵蚀机理提供了有效的方法。

主权项

一种研究坡面径流和地下孔裂隙流产流产沙规律的测量方法，测量设施包括：人工降雨设备，自制实验装置，塑料小桶，标有刻度的塑料大桶，采样瓶，量筒，烧杯，所述自制实验装置为专利号为2010105456027的《一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟实验装置》，长4m，宽1.5m，深35cm，坡度0‑45°任意可调，底板均匀打有297个直径5cm的孔，孔隙度0‑8%任意可调，钢槽下端分别设有地表，地下孔裂隙流集流槽；其特征是：其测量方法为以下各项：A、基岩裸露率设置及测定试验前先选定合格的30cm以上的岩石块，然后根据试验设计模拟的基岩裸露率水平将测量标记出30cm 以上部分露头面积的碳酸盐岩石随机排列在自制实验装置中，然后按野外自下而上实测的土壤紧实度平均值分层回填土，回填土上表面与碳酸盐岩石上标记的露头线水平，填土表面用特制木板拨平，填土边界用手压实减小边缘效应影响，最后对坡面垂直摄像并对照片进行矢量化测算校核基岩裸露率，借此研究不同基岩裸露率下的径流及土壤流失规律；B、地下孔裂隙度测定采用游标卡尺多次重复测量自制实验装置底板单个孔隙半径和直径，后根据圆弧的面积公式计算单个孔隙面积，最后计算总水平投影面积与自制实验装置地板水平投影面积的百分率；C、雨强拟定雨强拟定采用雨量筒，在自制实验装置的钢槽两侧各放置两个雨量筒，求其平均值即为本次试验雨强；D、径流样及产沙样采集试验设计自地表或地下开始产流便开始计时，后在设定的单位时间内，首先用塑料小桶在集流槽出水口下方收集径流泥沙样，后转移至测定并标记有刻度的塑料大桶内，用于计算累积径流量、径流率、径流系数与累积产沙量、输沙率、土壤侵蚀模数; E、径流量测定以地表为界面，将坡面径流划分为在地表流动的地表径流和由地下孔裂隙流出的地下孔裂隙流两部分,地表径流、地下孔裂隙流先用塑料小桶收集，后转入标有刻度的塑料大桶内并记录各场降雨不同时段的径流量;F、产沙量测定，包括a、悬移质测定地表、地下孔裂隙流侵蚀产生的悬移质，首先把大桶内水样搅匀，然后用用水样瓶在大桶内取搅匀的水样500ml，到实验室后用量筒量取水样瓶中摇匀的水样50ml及时转移至已知重量的100ml干净烧杯中，并放入105℃烘箱烘干，每个样3个重复，最后用精度为0.0001 的电子天平称重；b、推移质测定地表径流冲刷搬运的推移质，在取完悬移质水样后倒出浑水，将沉积在桶底的推移质转入塑料袋沉淀风干，最后将风干的推移质收集于100ml烧杯中，放入105℃烘箱烘干称重,地下孔裂隙流侵蚀产生的较少的推移质，在取完悬移质水样后，倒出上清液，将桶底的泥沙转入烧杯中于105℃烘箱中烘至恒重，称量。