CN103454404A - 一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，由微型小区、微型壤中流集流系统和微型地表径流集流槽三部分组成。在坡地微型小区下坡位土壤剖面岩-土界面以下插入微型壤中流集流系统，收集岩-土界面以上的壤中流；在下坡位土壤剖面近地表的位置插入微型地表径流集流槽收集地表径流。微型地表径流集流槽角钢底面与微型壤中流集流系统中铝塑板和薄铝板顶面接触，微型地表径流集流槽与微型坡地小区通过两侧螺丝固定在一起。该系统能同时测定坡地微型小区地表径流和壤中流，解决了在高异质性喀斯特坡地上监测土壤水文过程的难点，为该类地区水文过程、土壤及养分漏失机理、岩溶作用、植物水分适应机制方面的研究提供了平台。

Description

一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统

技术领域

本发明属于生态、水文、土壤侵蚀和水土保持领域，更具体涉及一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，适合于教学、科研和环保部门进行自然和人为影响下的坡地水文过程、水分和养分输移的系统测定和研究。

背景技术

中国西南喀斯特地区成土过程十分缓慢，浅薄土层蓄水能力弱，加之丰富的岩溶孔隙、裂隙结构，地表水大量渗漏，地下水污染日趋严重，旱涝灾害频繁，水是解决喀斯特地区生态问题，实现社会经济可持续发展的关键。最近，在西南喀斯特地区，土壤蠕移和漏失过程，土壤包气带强烈的界面水文和界面反应过程，坡面降水的强烈入渗现象，土壤养分的快速流失途径等均受到相关研究者的广泛关注，这些现象和过程都不同程度地受到喀斯特土壤包气带水文过程的驱动。

国内前期研究表明，喀斯特坡地地表径流系数小于5%，降雨几乎全部入渗。然而，由于喀斯特地区地表地下异质性极其明显，对占降雨绝大部分比例的入渗水的去向问题的研究一直是个难点，很少有人设计兼顾地表径流、壤中流、深层渗漏等过程的近地表水文监测系统，通过原位试验的方法对入渗水文路径作进一步细分。因此，尽管研究发现西南喀斯特地区地表径流系数很小，该地区与水土过程相关的大部分研究方法仍然参照类似黄土高原等以地表径流为主要水文过程的坡面监测方法，这显然达不到预期效果。

目前，国内相关薄层坡地近地表水文监测方法普遍针对尺度较大的小区、坡面或流域，然而，由于喀斯特地区特有的坡面土壤不连续性和极强异质性，如果在此种类型区域应用大尺度上的传统近地表水文过程观测方法，将不可避免地造成坡面异质性水文过程的均一化，因而无法识别和区分此类地区特殊异质性小生境所具备的特殊近地表水土过程。其次，传统近地表水文监测往往是在室内模拟或野外径流回填小区进行，回填破坏了土壤原有的大孔隙结构，影响到土壤剖面水分运移过程。第三，目前大部分近地表水文监测系统的修建过程中，往往会用到水泥砂浆等容易污染出流水水化学性质的建筑材料，从而很难在监测水文过程的同时兼顾水化学过程。

因此，将喀斯特等高异质性坡地土壤表层到岩土界面这一关键带作为整体，在充分考虑监测方法体系水文识别分辨率、代表性、水文过程和水化学过程的耦合等方面的适宜性的基础上，创建适合此类高度异质性环境背景的近地表水文监测研究新方法，在原位开展异质性小生境结构特征与界面产流过程之间耦合规律的研究，能够加深该类地区近地表降雨分配及水文过程、土壤及养分漏失机理、岩溶作用与碳循环、植被水分适应机制等方面的认识。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种适用于喀斯特等高异质性坡地土壤水文监测的微型系统，该系统具有较高的水文识别分辨率，制作和安装过程简单，不破坏原有土体岩石构造，能够在监测水文过程的同时兼顾水化学指标，解决了在喀斯特等高异质性坡地上监测土壤水文过程的难点，能够为该类地区水文过程、土壤及养分漏失机理、岩溶作用与碳循环、植被水分适应机制等方面的研究提供基础平台。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，由微型坡地小区、微型壤中流集流系统和微型地表径流集流槽构成。左边界隔水墙、右边界隔水墙、上边界隔水墙、左边界隔水墙固定孔、右边界隔水墙固定孔、土体、基岩、下坡位土壤剖面构成微型坡地小区；第一角钢、第一不锈钢导流管、打孔PVC管、第一矩形挡板、第二矩形挡板、第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽、第四卡槽、铝塑板、薄铝板构成微型壤中流集流系统；第二角钢、第二不锈钢导流管、第三矩形挡板、第四矩形挡板、直角梯形挡板、第三矩形挡板固定孔、第四矩形挡板固定孔构成微型地表径流集流槽。其连接关系是：在微型坡地小区下坡位土壤剖面的岩-土界面以下15cm处插入微型壤中流集流系统，收集微型坡地小区岩土界面以上土体中的壤中流，在下坡位土壤剖面上地表的位置插入微型地表径流集流槽，微型地表径流集流槽中的第二角钢底面与微型壤中流集流系统中铝塑板和薄铝板顶面保持紧密接触，第三矩形挡板固定孔与左边界隔水墙固定孔对齐并用螺丝固定，第四矩形挡板固定孔与右边界隔水墙固定孔对齐并用螺丝固定。这样保证微型地表径流集流槽和微型壤中流集流系统各自单独测定，互不干扰。

如图1所示为适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统整体结构图，一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，由微型坡地小区、微型壤中流集流系统和微型地表径流集流槽构成。根据坡地异质性小生境的实际尺度，在原位圈定长2m、宽1.2m的微型坡地小区，小区边界使用厚1.5cm钢板作为隔水墙阻隔内外水流交换；制作与微型坡地小区尺寸对应的微型壤中流集流系统和微型地表径流集流槽，在微型坡地小区下坡位土壤剖面土岩界面以下15cm处插入微型壤中流集流系统，收集微型坡地小区岩土界面以上土体中的壤中流，在下坡位土壤剖面上靠近地表的位置插入微型地表径流集流槽收集测定地表径流，微型地表径流集流槽中角钢底面与微型壤中流集流系统中铝塑板和薄铝板顶面保持紧密接触，同时微型地表径流集流槽与微型坡地小区通过两侧螺丝固定在一起。通过以上技术措施，使得该系统在提供高分辨率的近地表水文过程的同时，能够保持原有土体岩石构造，提高水文监测的准确度。

如图2所示，所述微型坡地小区由左边界隔水墙、右边界隔水墙、上边界隔水墙、左边界隔水墙固定孔、右边界隔水墙固定孔、土体、基岩、下坡位土壤剖面构成。其特征在于：在微型坡地小区坡脚沿垂直坡向的断面开挖沟渠至岩-土界面以下15cm，在微型坡地小区的左、右边界均使用厚1.5cm高40cm钢板垂直打入土体作为左边界隔水墙、右边界隔水墙，上边界隔水墙钢板则深入到基岩中，消除坡上壤中流的影响；下坡位土壤剖面作为微型壤中流集流系统和微型地表径流集流槽的安装断面；在左边界隔水墙和右边界隔水墙下坡位一端分别钻取左边界隔水墙固定孔和右边界隔水墙固定孔用于连接和固定微型地表径流集流槽。

如图3所示，所述的微型壤中流集流系统由以下部分构成：第一角钢、第一不锈钢导流管、打孔PVC管、第一矩形挡板、第二矩形挡板、第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽、第四卡槽、铝塑板、薄铝板。其连接关系是：第一角钢一端开孔焊接第一不锈钢导流管，并在第一角钢两侧焊接垂直于第一角钢边面的第一矩形挡板和第二矩形挡板；矩形挡板和第一角钢内侧焊接四个卡槽，四个卡槽与第一角钢底面保持2.5cm高度的空间，横向放置打孔PVC管（内填充纱网），以防堵塞第一不锈钢导流管；切割高度与微型坡地小区土岩界面深度相当的铝塑板和薄铝板，将铝塑板和薄铝板插入微型壤中流集流系统中的第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽、第四卡槽内，靠下坡位土壤剖面一侧放置铝塑板，远离下坡位土壤剖面另一侧放置薄铝板，三面围绕的铝塑板和薄铝板构成水流分隔装置，保证研究区域内的壤中流全部收集，同时避免外围水流的影响。

如图4所示，所述微型地表径流集流槽由以下部分构成：第二角钢、第二不锈钢导流管、第三矩形挡板、第四矩形挡板、直角梯形挡板、第三矩形挡板固定孔、第四矩形挡板固定孔。其连接关系是：所述微型地表径流集流槽采用与微型壤中流集流系统一样规格的角钢（10cm×10cm）作为微型地表径流集流槽骨架，在第二角钢一端开孔焊接第二不锈钢导流管，然后在其两侧焊接与第二角钢边面成80°的第三矩形挡板、第四矩形挡板，挡板上沿打孔作为微型地表径流集流槽固定用螺丝孔眼；所述两块矩形挡板之间通过焊接一块直角梯形挡板进行连接，梯形直角长边朝上，斜边与第二角钢下边面紧密接触且焊接严实，这样三块挡板和第二角钢围成一个封闭汇流槽。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）本发明具有更高的水文识别分辨率。采用微型径流收集装置，能够识别细微结构变化对水文过程的影响，避免了大尺度坡面水文收集装置对异质性水文过程的均一化。尤其适合在类似喀斯特这种地表地下异质性明显的地区开展微小生境下的水土过程研究和观测。

（2）本发明具有较好的真实性和代表性。避免对研究区域进行开挖和回填，在原位非扰动土壤坡面上埋设径流收集装置，保留了土壤和岩土界面原有孔隙结构，最大程度地保证地表径流和壤中流过程监测结果的真实性。

（3）本发明能够同时进行水文过程和水化学研究。微型坡地小区修建以及径流收集系统安装过程中完全使用金属材料，不使用水泥砂浆等影响出流水水化学性质的材料，能够在监测产流过程的同时进行水化学指标的收集。

（4）本发明能保证修建前后坡面土壤水势变化趋势的一致性。微型径流收集系统安装完毕后，对开挖沟渠土壤进行回填，恢复实验区域和下坡位及周边土壤水力梯度变化的连续性，从而避免了断面直接与空气接触影响坡面土壤水势等值线变化趋势。

（5）本发明微型坡地小区修建简单，径流收集系统简单易携带。本套系统施工简单，适宜野外多点、远距离操作，能够满足类似喀斯特等小生境种类丰富地区的水土过程监测工作。

附图说明

图1为一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统整体结构示意图；

图2为一种微型坡地小区示意图；

图3为一种微型壤中流集流系统示意图；

图4为一种微型地表径流集流槽示意图。

其中：微型坡地小区1、微型坡地小区左边界隔水墙1-1、右边界隔水墙1-2、上边界隔水墙1-3、土体1-4、基岩1-5、下坡位土壤剖面1-6、左边界隔水墙固定孔1-7、右边界隔水墙固定孔1-8、微型壤中流集流系统2、第一角钢2-1、第一不锈钢导流管2-2、打孔PVC管2-3、第一矩形挡板2-4、第二矩形挡板2-5、第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9、铝塑板2-10、薄铝板2-11、微型地表径流集流槽3、第二角钢3-1、第二不锈钢导流管3-2、第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4、直角梯形挡板3-5、第三矩形挡板固定孔3-6、第四矩形挡板固定孔3-7。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，由微型坡地小区1、微型壤中流集流系统2和微型地表径流集流槽3构成。左边界隔水墙1-1、右边界隔水墙1-2、上边界隔水墙1-3、土体1-4、基岩1-5、下坡位土壤剖面1-6、左边界隔水墙固定孔1-7、右边界隔水墙固定孔1-8构成微型坡地小区1；第一角钢2-1、第一不锈钢导流管2-2、打孔PVC管2-3、第一矩形挡板2-4、第二矩形挡板2-5、第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9、铝塑板2-10、薄铝板2-11构成微型壤中流集流系统2；第二角钢3-1、第二不锈钢导流管3-2、第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4、直角梯形挡板3-5、第三矩形挡板固定孔3-6、第四矩形挡板固定孔3-7构成微型地表径流集流槽3。其连接关系是：在微型坡地小区1下坡位土壤剖面1-6岩-土界面以下15cm处插入微型壤中流集流系统2，收集微型坡地小区1岩土界面以上土体中的壤中流，在下坡位土壤剖面1-6上靠近地表的位置插入微型地表径流集流槽3收集地表径流，在微型地表径流集流槽3中的第二角钢3-1底面与微型壤中流集流系统2中铝塑板2-10和薄铝板2-11顶面保持紧密接触，第三矩形挡板固定孔3-6与左边界隔水墙固定孔1-7对齐并用螺丝固定，第四矩形挡板固定孔3-7与右边界隔水墙固定孔1-8对齐并用螺丝固定。

如图1所示，一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统由以下部分构成：微型坡地小区1、微型壤中流集流系统2、微型地表径流集流槽3。根据薄层坡地异质性小生境的实际尺度，在原位圈定长2m、宽1.2m的微型坡地小区1，小区边界使用厚1.5cm钢板作为隔水墙阻隔内外水流交换；制作与微型坡地小区1尺寸对应的微型壤中流集流系统2和微型地表径流集流槽3，在微型坡地小区1下坡位土壤剖面1-6土岩界面以下15cm处插入微型壤中流集流系统2，收集微型坡地小区1岩土界面以上土体中的壤中流，在下坡位土壤剖面1-6上靠近地表的位置插入微型地表径流集流槽3收集测定地表径流，微型地表径流集流槽3中第二角钢3-1底面与微型壤中流集流系统2中铝塑板2-10和薄铝板2-11顶面保持紧密接触，微型地表径流集流槽3与微型坡地小区1通过两侧螺丝固定在一起。因此，该发明在明确区分地表径流和壤中流的基础上，能够对两者进行定量测定。

如图2所示，所述微型坡地小区1由左边界隔水墙1-1、右边界隔水墙1-2、上边界隔水墙1-3、左边界隔水墙固定孔1-7、右边界隔水墙固定孔1-8、土体1-4、基岩1-5、下坡位土壤剖面1-6构成。其连接关系是：在微型坡地小区1坡脚沿垂直坡向的断面开挖沟渠至岩-土界面以下15cm，在微型坡地小区1的左、右边界均使用厚1.5cm高40cm钢板垂直打入土体（1-4）15cm作为左边界隔水墙1-1、右边界隔水墙1-2，上边界隔水墙1-3钢板则深入到基岩1-5中，消除坡上壤中流的影响；下坡位土壤剖面1-6作为微型壤中流集流系统2和微型地表径流集流槽3的安装断面；在左边界隔水墙1-1和右边界隔水墙1-2下坡位一端分别钻取左边界隔水墙固定孔1-7和右边界隔水墙固定孔1-8用于连接和固定微型地表径流集流槽3。

如图3所示，一种微型壤中流集流系统2由以下部分构成：第一角钢2-1、第一不锈钢导流管2-2、打孔PVC管2-3、第一矩形挡板2-4、第二矩形挡板2-5、第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9、铝塑板2-10、薄铝板2-11。其连接关系是：在第一角钢2-1一端开孔焊接第一不锈钢导流管2-2，并在其两侧焊接垂直于第一角钢2-1边面的第一矩形挡板2-4、第二矩形挡板2-5；在第一矩形挡板2-4、第一角钢2-1和第二矩形挡板2-5内侧分别焊接第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9，第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9与第一角钢2-1底面保持2.5cm高度的空间，用于横向放置打孔PVC管2-3（内填充纱网），以避免土壤细颗粒淤积第一角钢2-1内侧，堵塞第一不锈钢导流管2-2；根据微型坡地小区土岩界面深度切割相应高度的铝塑板2-10和薄铝板2-11，将铝塑板2-10和薄铝板2-11插入微型壤中流集流系统2中的第一卡槽2-6、第二卡槽2-7、第三卡槽2-8、第四卡槽2-9内，靠近下坡位土壤剖面1-6一侧插入铝塑板2-10，远离下坡位土壤剖面1-6另一侧插入薄铝板2-11，三面围绕的铝塑板2-10和薄铝板2-11便构成了水流分隔装置，这样既能保证研究区域内的壤中流全部收集，又能避免外围水流的影响。

如图4所示，一种微型地表径流集流槽3由以下部分构成：第二角钢3-1、第二不锈钢导流管3-2、第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4、直角梯形挡板3-5、第三矩形挡板固定孔3-6、第四矩形挡板固定孔3-7。其连接关系是：所述微型地表径流集流槽3采用与微型壤中流集流系统2一样规格的角钢（10cm×10cm）作为集流槽骨架，在第二角钢3-1一端开孔焊接第二不锈钢导流管3-2，然后在第二角钢3-1两侧焊接与第二角钢3-1边面成80°的第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4，分别在第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4）上沿打孔作为第三矩形挡板固定孔（3-6）、第四矩形挡板固定孔（3-7）；第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4之间通过焊接一块直角梯形挡板3-5进行连接，梯形直角长边朝上，斜边与第二角钢3-1下边面紧密接触且焊接严实，这样第三矩形挡板3-3、第四矩形挡板3-4、直角梯形挡板3-5和第二角钢3-1围成一个封闭汇流槽。

本发明工作过程如下：

第一步先建造微型坡地小区1。选定具有代表性的坡面，在其上修建微型坡地小区1：沿与等高线垂直的方向，在微型坡地小区1左边界隔水墙1-1、右边界隔水墙1-2使用厚1.5cm高40cm钢板垂直打入15cm作为隔水墙；沿与左、右边界隔水墙垂直的方向，打入上边界隔水墙1-3，使钢板插入基岩1-5且与左、右边界隔水墙保持紧密结合，消除坡上壤中流的影响，最终形成长2m，宽1.2m，高25cm的钢板隔墙。隔水墙向外侧延伸0.5m的范围作为缓冲区以减少边界效应的影响，其内防止践踏和扰动。

第二步开挖沟渠。在微型坡地小区1坡脚处沿垂直坡向的断面垂直开挖沟渠，沟渠底部挖至土壤-岩石界面以下15cm，然后对微型坡地小区1下坡位土壤剖面1-6进行修整。

第三步安装微型壤中流集流系统2。在下坡位土壤剖面1-6土岩界面以下15cm处，沿与坡面平行的方向开凿一条深度约6cm的水平石缝，将第一角钢2-1一边插入石缝内并用润湿的粘土补缝，同时将第一角钢2-1底面与地面之间的空隙用湿粘土塞满压实，防止其发生移动产生缝隙。然后，于第一角钢2-1内侧放置打孔PVC管2-3（内填充纱网），第一角钢2-1与下坡位土壤剖面1-6之间填充2-4mm粒径砂石以保证观测土体水力性质的连续性，填充砂石依靠插入卡槽（2-6、2-7、2-8、2-9）中的铝塑板2-10和薄铝板2-11进行围挡，围挡高度根据微型坡地小区1土岩界面深度确定。填充砂石的同时，在铝塑板2-10的另一侧逐层回填开挖沟渠移出的土壤，回填深度以铝塑板2-10上沿高度为准，回填时尽量保证土壤层次结构和容重与开挖前状态一致。通过以上步骤，微型壤中流集流系统2便形成了一个密闭水箱系统，在保证土壤-岩石界面以上的壤中流全部汇入集水槽的同时，还能防止外围土壤水的进入。

第四步安装微型地表径流集流槽3。安装微型地表径流集流槽3时，先对回填土沟中的表土进行平整压实，在下坡位土壤剖面1-6上靠近地表的位置插入微型地表径流集流槽3，保证直角梯形挡板3-5的直角长边紧贴下坡位土壤剖面1-6且与土面相平，同时微型地表径流集流槽3中第二角钢3-1底面与微型壤中流集流系统2中铝塑板2-10和薄铝板2-11顶面保持紧密接触；第三矩形挡板固定孔3-6与左边界隔水墙固定孔1-7对齐并用螺丝固定，第四矩形挡板固定孔3-7与右边界隔水墙固定孔1-8对齐并用螺丝固定，这样使得微型坡地小区1和微型地表径流集流系统3紧密结合在一起；最后将地表剩余扰动土壤进行回填和平整。通过以上步骤，使得微型地表径流集流槽3与土面自然形成10°倾角，因而，坡面泥沙在径流冲刷下能顺利流出微型地表径流集流槽3，不至于堵塞第二不锈钢导流管3-2。

Claims (4)

1.一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，由微型坡地小区（1）、微型壤中流集流系统（2）和微型地表径流集流槽（3）构成，其特征在于：在微型坡地小区（1）下坡位土壤剖面（1-6）的岩-土界面以下插入微型壤中流集流系统（2），收集微型坡地小区（1）岩土界面以上土体（1-4）中的壤中流，在下坡位土壤剖面（1-6）上地表的位置插入微型地表径流集流槽（3），微型地表径流集流槽（3）中的第二角钢（3-1）底面与微型壤中流集流系统（2）中的铝塑板（2-10）和薄铝板（2-11）顶面接触，第三矩形挡板固定孔（3-6）与左边界隔水墙固定孔（1-7）对齐并用螺丝固定，第四矩形挡板固定孔（3-7）与右边界隔水墙固定孔（1-8）对齐并用螺丝固定。

2.根据权利要求1所述的一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，其特征在于：所述的微型坡地小区（1）由左边界隔水墙（1-1）、右边界隔水墙（1-2）、上边界隔水墙（1-3）、左边界隔水墙固定孔（1-7）、右边界隔水墙固定孔（1-8）、土体（1-4）、基岩（1-5）、下坡位土壤剖面（1-6）构成，在微型坡地小区（1）坡脚沿垂直坡向的断面开挖沟渠至岩-土界面，在微型坡地小区（1）的左、右边界分别使用钢板垂直打入土体（1-4）作为左边界隔水墙（1-1）、右边界隔水墙（1-2），上边界隔水墙（1-3）钢板深入到基岩（1-5）中，下坡位土壤剖面（1-6）作为微型壤中流集流系统（2）和微型地表径流集流槽（3）的安装断面，在左边界隔水墙（1-1）和右边界隔水墙（1-2）下坡位一端分别钻取左边界隔水墙固定孔（1-7）和右边界隔水墙固定孔（1-8）用于连接和固定微型地表径流集流槽（3）。

3.根据权利要求1所述的一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，其特征在于：所述的微型壤中流集流系统（2）由第一角钢（2-1）、第一不锈钢导流管（2-2）、打孔PVC管（2-3）、第一矩形挡板（2-4）、第二矩形挡板（2-5）、第一卡槽（2-6）、第二卡槽（2-7）、第三卡槽（2-8）、第四卡槽（2-9）、铝塑板（2-10）、薄铝板（2-11）组成，在第一角钢（2-1）的一端开孔焊接第一不锈钢导流管（2-2），在第一角钢（2-1）两侧焊接垂直于第一角钢（2-1）边面的第一矩形挡板（2-4）、第二矩形挡板（2-5），在第一矩形挡板（2-4）、第一角钢（2-1）和第二矩形挡板（2-5）内侧分别焊接第一卡槽（2-6）、第二卡槽（2-7）、第三卡槽（2-8）、第四卡槽（2-9），第一卡槽（2-6）、第二卡槽（2-7）、第三卡槽（2-8）、第四卡槽（2-9）与第一角钢（2-1）底面的空间，用于横向放置打孔PVC管（2-3），将铝塑板（2-10）和薄铝板（2-11）插入微型壤中流集流系统（2）中的第一卡槽（2-6）、第二卡槽（2-7）、第三卡槽（2-8）、第四卡槽（2-9）内，下坡位土壤剖面（1-6）一侧插入铝塑板（2-10），下坡位土壤剖面（1-6）另一侧插入薄铝板（2-11），三面围绕的铝塑板（2-10）和薄铝板（2-11）构成了水流分隔装置。

4.根据权利要求1所述的一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统，其特征在于：所述的微型地表径流集流槽（3）由第二角钢（3-1）、第二不锈钢导流管（3-2）、第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4）、直角梯形挡板（3-5）、第三矩形挡板固定孔（3-6）、第四矩形挡板固定孔（3-7）构成，所述微型地表径流集流槽（3）采用与微型壤中流集流系统（2）一样规格的角钢为集流槽骨架，在第二角钢（3-1）一端开孔焊接第二不锈钢导流管（3-2），在第二角钢（3-1）两侧焊接与第二角钢（3-1）边面成80°的第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4），分别在第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4）上沿打孔作为第三矩形挡板固定孔（3-6）、第四矩形挡板固定孔（3-7），第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4）之间通过焊接一块直角梯形挡板（3-5）连接，梯形直角长边朝上，斜边与第二角钢（3-1）下边接触焊接，第三矩形挡板（3-3）、第四矩形挡板（3-4）、直角梯形挡板（3-5）和第二角钢（3-1）围成一个封闭汇流槽。

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