專利名稱：一種在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水土保持技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及干熱河谷對(duì)溝坡土壤侵蝕量的測量方 法。
背景技術(shù)：
水土流失已經(jīng)成為世界上主要的生態(tài)環(huán)境問題，我國當(dāng)前水土流失面積約有150 萬平方公里，水土流失所損失的土壤大致為50億噸。為防治水土流失，測定土壤侵蝕量是 研究水土流失規(guī)律的一項(xiàng)重要內(nèi)容。土壤侵蝕是指土壤或成土母質(zhì)在外力(水、風(fēng))作用下被破壞剝蝕、搬運(yùn)和沉積的 過程。土壤侵蝕模數(shù)是指單位面積土壤及土壤母質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)侵蝕量的大小，是表征土 壤侵蝕強(qiáng)度的指標(biāo)，用以反映某區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)侵蝕強(qiáng)度的大小?，F(xiàn)有技術(shù)中測定土壤侵蝕模數(shù)最主要和常用的方法是建立徑流實(shí)驗(yàn)場收集泥沙， 然后測定泥沙量來計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)；用此方法存在修建徑流試驗(yàn)場對(duì)原來的土體性狀破 壞大，花費(fèi)大，每次降雨后必需及時(shí)測量，人力投入大的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是常用的徑流實(shí)驗(yàn)場的建立對(duì)原來的土體性狀破壞，花 費(fèi)大，人力投入大，其目的是提供一種容易掌握、花費(fèi)較低并能準(zhǔn)確地測定大尺度坡面土壤 侵蝕量的新的測定方法，該方法對(duì)水土流失規(guī)律研究提供完善的平臺(tái)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下1、在沖溝的溝床內(nèi)按10-15根/IOOm2埋入標(biāo)示桿，將該標(biāo)示桿埋入沖溝的溝床內(nèi) 地下 50-60cm ；2、在標(biāo)示桿上以厘米為單位繪制刻度，并在雨季前讀取沖溝的溝床內(nèi)地表面在每 個(gè)標(biāo)示桿上顯示的數(shù)據(jù)，記為第一次讀數(shù)；3、測定沖溝的溝床面積；4、在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積；5、在雨后或雨季結(jié)束后讀取沖溝的溝床內(nèi)泥沙淤積高度在每個(gè)標(biāo)示桿顯示的數(shù) 據(jù)，記為第二次讀數(shù)，第二次讀數(shù)與第一次讀數(shù)之差為泥沙淤積厚度；6、測定淤積的泥沙的土壤容重；7、計(jì)算該流域的土壤侵蝕模數(shù)，其計(jì)算公式為R = HXMXfXIOVQ，式中R為土 壤侵蝕模數(shù)，單位為t/km2 ；H為泥沙淤積厚度，單位為cm ；M為沖溝的溝床面積，單位為m2 ； f為土壤容重，單位為g/cm3 ；Q為匯水面積，單位為m2。所述的標(biāo)示桿可以是水泥樁或木樁或竹竿，所述的水泥樁或木樁可以是正方體或 圓柱體或長方體。所述的測定沖溝的溝床面積可以用全站儀以溝床四周為邊界測定沖溝的溝床面 積。
所述的在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積可以用求 積儀計(jì)算。所述的測定淤積的泥沙的土壤容重可以用環(huán)刀法測定淤積的泥沙的土壤容重。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、由于本方法通過用豎立在沖溝內(nèi)的標(biāo)示桿讀取的泥沙淤積高度數(shù)據(jù)來測定泥 沙淤積量，因而，操作簡便，容易掌握，成本低廉，不會(huì)破壞原來的土體結(jié)構(gòu)，還可以長期定 位檢測土壤侵蝕量。2、由于本發(fā)明方法計(jì)算的是溝床的匯水面積，所以本發(fā)明方法能檢測大尺度的土 壤侵蝕量，可以準(zhǔn)確地反映實(shí)際土壤侵蝕量。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，以幫助理解本發(fā)明。實(shí)施例所用 儀器有全站儀，求積儀，這些儀器都是本領(lǐng)域的常用儀器設(shè)備，均可在市場上購買到。實(shí)例1本發(fā)明方法試驗(yàn)地點(diǎn)中國干熱河谷地區(qū)的云南省元謀縣苴林基地1號(hào)溝；本實(shí)施例測定了 2008年和2009年兩年的以下相關(guān)數(shù)據(jù)。具體步驟如下1、在沖溝的溝床內(nèi)按10根/100m2埋入水泥樁，水泥樁規(guī)格為高2. 5m，邊長為 10cm，方形水泥樁，埋入沖溝的溝床內(nèi)地下50cm ；2、在水泥樁上由下到上以厘米為單位繪制刻度值，由水泥樁根部向上繪制，并在 雨季前讀取沖溝的溝床內(nèi)地表面在每個(gè)標(biāo)示桿上顯示的數(shù)據(jù)，記為第一次讀數(shù)，詳見表1 ；3、用全站儀以沖溝的溝床四周為邊界實(shí)地測定沖溝的溝床面積，取了 189個(gè)點(diǎn)；4、在地形圖上用求積儀計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積；5、雨季結(jié)束后讀取沖溝的溝床內(nèi)泥沙淤積高度在每個(gè)標(biāo)示桿顯示的數(shù)據(jù)，記為第 二次讀數(shù)，第二次讀數(shù)與第一次讀數(shù)之差為泥沙淤積厚度，詳見表1 ；6、用環(huán)刀法測定沖溝的溝床內(nèi)淤積的泥沙的土壤容重，設(shè)了 5點(diǎn)取樣，5個(gè)點(diǎn)土樣 的土壤容重值詳見表2 ；7、計(jì)算該流域的土壤侵蝕模數(shù)，其計(jì)算公式為R = HXMXfX104/Q式中R為土壤侵蝕模數(shù)，單位為t/km2 ；H為泥沙淤積厚度，單位為cm ；M為沖溝的 溝床面積，單位為m2 ；f為土壤容重，單位為g/cm3 ；Q為匯水面積，單位為m2。由本實(shí)施例得出 2008 年:H = 5. 6cm,M = 462. 5m2, f = 1. 71g/cm3，Q = 5118. 3m2， 因此，R = HXMXfX104/Q = 8653. 07t/km2。由本實(shí)施例得出 2009 年:H = 4. 9cm,M = 462. 5m2, f = 1. 71g/cm3，Q = 5118. 3m2， 因此，R = HXMXfX104/Q = 7571. 44t/km2。表1實(shí)施例1的沖溝的溝床內(nèi)泥沙淤積厚度 表2實(shí)施例1的沖溝的溝床內(nèi)淤積的泥沙的土壤容重 實(shí)施例2本發(fā)明方法本實(shí)施例地點(diǎn)在中國干熱河谷地區(qū)的云南省元謀縣苴林基地2號(hào)溝，測定了 2008 年以下相關(guān)數(shù)據(jù)。本實(shí)例目的是測定一次降雨的土壤侵蝕模數(shù)，除在沖溝的溝床內(nèi)按15根/IOOm2 埋入圓柱體木樁，木樁高為3m，直徑為15cm，埋入沖溝的溝床內(nèi)地下60cm，在降雨前讀第一 次讀數(shù)，雨后讀取第二次讀數(shù)外，其余措施均與實(shí)施例1相同，不再贅述，試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表3 和表4。由本實(shí)施例:H = 1. lcm, M = 563. 9m2，f = 1. 69g/cm3，Q = 8118. 3m2，
因此，R = HXMXfX104/Q = 1291. 27t/km2表3實(shí)施例2的沖溝的溝床內(nèi)泥沙淤積厚度 表4實(shí)施例2的沖溝的溝床內(nèi)淤積的泥沙的土壤容重 由于本發(fā)明方法的標(biāo)示桿是起讀取泥沙淤積量和長期定位的作用，因此，對(duì)制成 標(biāo)示桿的材料沒有特別要求，因此，用竹竿作標(biāo)示桿也是可以的。實(shí)施例3對(duì)照本實(shí)施例測定了 2008年和2009年兩年的以下相關(guān)數(shù)據(jù)。
1、在實(shí)施例1的地點(diǎn)修建10mX 10m的徑流實(shí)驗(yàn)場收集泥沙；2、在雨季結(jié)束后測定泥沙淤積量，每次降雨結(jié)束后，先用米尺測定并記錄集水桶 中徑流水深，再將集水池中的泥水?dāng)嚢杈鶆颍稚现邢氯齻€(gè)層面進(jìn)行取樣混合，然后將混合 的水樣裝進(jìn)lOOOmL的塑料瓶中，帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)澄清、過濾、風(fēng)干后測泥沙重。計(jì)算出地表徑 流模數(shù)和土壤侵蝕模數(shù)。3、計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)，2008 年為 8768. 43t/km2，2009 年為 7699. 41t/km2。實(shí)施例4 一次降雨對(duì)照1、本實(shí)施例地點(diǎn)是在實(shí)施例2的地點(diǎn)修建10mX 10m的徑流實(shí)驗(yàn)場收集泥沙；其方 法除了只測定一次降雨外其它與實(shí)例3方法相同。2、計(jì)算得到2008年的土壤侵蝕模數(shù)為1319. 36t/km2。表5本發(fā)明方法與徑流實(shí)驗(yàn)場方法測定土壤侵蝕的對(duì)照表 從上表中可看出，利用本方法測定在該地區(qū)測定土壤侵蝕模數(shù)與徑流實(shí)驗(yàn)場方法 相差不大，2008年為1.32%，2009年為1.66%，一次降雨為2. 13%。但本方法由于通過用 豎立在沖溝內(nèi)的標(biāo)示桿讀取的泥沙淤積高度數(shù)據(jù)來測定泥沙淤積量，因而，操作簡便，容易 掌握，成本低廉，不會(huì)破壞原來的土體結(jié)構(gòu)，還可以長期定位檢測土壤侵蝕量，由于本發(fā)明方法計(jì)算的是溝床的匯水面積，所以本發(fā)明方法能檢測大尺度的土壤侵蝕量，可以準(zhǔn)確地 反映實(shí)際土壤侵蝕量。
權(quán)利要求
一種在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在于(1)在沖溝的溝床內(nèi)按10 15根/100m2埋入標(biāo)示桿，將該標(biāo)示桿埋入沖溝的溝床內(nèi)地下50 60cm；(2)在標(biāo)示桿上以厘米為單位繪制刻度，并在雨季前讀取沖溝的溝床內(nèi)地表面在每個(gè)標(biāo)示桿上顯示的數(shù)據(jù)，記為第一次讀數(shù)；(3)測定沖溝的溝床面積；(4)在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積；(5)在雨后或雨季結(jié)束后讀取沖溝的溝床內(nèi)泥沙淤積高度在每個(gè)標(biāo)示桿顯示的數(shù)據(jù)，記為第二次讀數(shù)，第二次讀數(shù)與第一次讀數(shù)之差為泥沙淤積厚度；(6)測定淤積的泥沙的土壤容重；(7)計(jì)算該流域的土壤侵蝕模數(shù)，其計(jì)算公式為R＝H×M×f×104/Q，式中R為土壤侵蝕模數(shù)，單位為t/km2；H為泥沙淤積厚度，單位為cm；M為沖溝的溝床面積，單位為m2；f為土壤容重，單位為g/cm3；Q為匯水面積，單位為m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在于所述 的標(biāo)示桿是水泥樁或木樁或竹竿，所述的水泥樁或木樁是正方體或圓柱體或長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在于所述 的測定沖溝的溝床面積是用全站儀以溝床四周為邊界測定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在于所述 的在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積是用求積儀計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在于所述 的測定淤積的泥沙的土壤容重是用環(huán)刀法測定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4或5所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在 于所述的測定沖溝的溝床面積是用全站儀以溝床四周為邊界測定。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征 在于所述的在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入沖溝的溝床的匯水面積是用求積儀計(jì) 笪弁。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，其特征在 于所述的測定淤積的泥沙的土壤容重是用環(huán)刀法測定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在沖溝內(nèi)長期定位測定土壤侵蝕的方法，屬水土保持技術(shù)領(lǐng)域。該方法是在沖溝內(nèi)按10-15根/100m2埋入標(biāo)示桿，在標(biāo)示桿上以厘米為單位繪制刻度，并在雨季前讀取溝床內(nèi)地表面在標(biāo)示桿上顯示的數(shù)據(jù)，測定溝床的面積，在地形圖上計(jì)算沖溝不同部位徑流流入溝床的匯水面積，在雨后或雨季結(jié)束后讀取溝床內(nèi)泥沙淤積高度在標(biāo)示桿顯示的數(shù)據(jù)，兩次讀數(shù)之差為泥沙淤積厚度，測定淤積泥沙的土壤容重和計(jì)算該流域的土壤侵蝕模數(shù)。本發(fā)明方法通過標(biāo)示桿讀數(shù)取得泥沙淤積厚度，因而操作簡便，容易掌握，成本低廉，不會(huì)破壞原來的土體結(jié)構(gòu)，還可長期定位檢測土壤侵蝕量，本發(fā)明方法能檢測大尺度的土壤侵蝕量，可準(zhǔn)確地反映實(shí)際土壤侵蝕量。
文檔編號(hào)G01B21/08GK101893543SQ20101021158
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者史亮濤, 奎建蕊, 岳學(xué)文, 張明忠, 彭輝, 方晉, 方海東, 李建增, 楊艷鮮, 沙毓滄, 潘志賢, 紀(jì)中華, 范建蓉, 袁理春, 錢坤建, 龍會(huì)英 申請(qǐng)人:云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所