CN105092821A - 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法 - Google Patents

一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105092821A
CN105092821A CN201510497810.7A CN201510497810A CN105092821A CN 105092821 A CN105092821 A CN 105092821A CN 201510497810 A CN201510497810 A CN 201510497810A CN 105092821 A CN105092821 A CN 105092821A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mozzle
observation
earth
water balance
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510497810.7A
Other languages
English (en)
Inventor
余新晓
孙佳美
贾国栋
贾剑波
李瀚之
侯沛轩
赵娜
路伟伟
刘自强
白艳婧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Forestry University
Original Assignee
Beijing Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Forestry University filed Critical Beijing Forestry University
Priority to CN201510497810.7A priority Critical patent/CN105092821A/zh
Publication of CN105092821A publication Critical patent/CN105092821A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明涉及土壤侵蚀和森林水文学技术领域,公开了坡面水量平衡场观测装置,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。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。

Description

一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法
技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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
[0007]( 一 )要解决的技术问题
[0008] 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。
[0009] ( 二)技术方案
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 优选地,所述钢板上铺设有鹅卵石层。
[0014] 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。
[0015] 优选地,所述集水槽上设置有槽盖。
[0016] 优选地,所述槽盖的材质为不锈钢。
[0017] 优选地,坡面上对应于所述隔离边墙设置有排水沟。
[0018] 优选地,所述集水槽与所述表层导流管之间设置有过滤网。
[0019] 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:
[0020] 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;
[0021 ] S2、将挡墙内的表层导流管及壤中导流管与计量装置连通。
[0022](三)有益效果
[0023] 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
[0024] 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;
[0025] 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。
[0026] 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
[0027] 在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0028] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029] 下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0030] 如图1及图2所示,本发明实施例提供的坡面水量平衡场观测装置包括隔离边墙2、集水槽3、挡墙4及计量装置;所述隔离边墙2设置于坡面的基岩面10上,所述集水槽3对应于所述隔离边墙2设置,所述挡墙4内分别设置有表层导流管5及壤中导流管,所述表层导流管5对应于所述集水槽3设置,所述表层导流管5及壤中导流管均与所述计量装置连通。在水量平衡场的隔离边墙2的下方修建集水槽3,用来收集坡面产生的径流和泥沙,通过表层导流管5汇集到计量装置内,集水槽宽25cm,深25cm。所述计量装置顶部设置有防水罩,排除径流场上方径流对该水量平衡场的影响。
[0031] 本发明中的坡面水量平衡场由坡面系统和观测系统组成,坡面水量平衡场采用传统径流小区方法设计,面积可根据实验需要而定,一般宽5m,与等高线平行,水平投影长20m,水平投影面积100m2。
[0032] 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。
[0033] 本发明中的隔离边墙2是水量平衡场与外界的分解线,有混凝土浇筑砖砌墙为材料,厚度为20cm,修建时里侧带韧,斜面朝外,角度45度,地上部分墙高超出地面20cm,地下部分深度视情况而定,原则上需要到基岩面,深度至少80cm,墙体保持一条直线,高度和左右均不能参差不齐。
[0034] 本实施例中所述壤中导流管包括第一壤中导流管6及第二壤中导流管7,也可以分为三层,分别为在土壤O-1Ocm处设置第一壤中导流管6、在10-20cm和20_30cm处分别设置第三壤中导流管及第二壤中导流管7,壤中导流管的直径为5cm。所述第一壤中导流管6设置于所述表层导流管5与所述第二壤中导流管7之间,所述第三壤中导流管设置于第一壤中导流管6与第二壤中导流管7之间。为了方便收集壤中流,本发明中还包括分别对应于所述第一壤中导流管6、第二壤中导流管7及第三壤中导流管设置的钢板11。所述不透水的钢板11上铺设有鹅卵石层,鹅卵石层上布设上一土壤层的用于集水的钢板11。
[0035] 本实施例中所述计量装置包括与所述表层导流管5及壤中导流管连通的计量筒13。所述计量筒13需要能够完全独立运行,并带有自动存储和下载数据功能,方便实验数据的贮存。所述计量筒13使用的是HOBO RG3-M自计式雨量筒,自带一个HOBO Pendant事件采集器,并配备有电池,能够完全独立运行,可设定启动日期和时间自动开始工作,采集器所配备的内存可存储16000组数据,通过内部的翻斗式雨量计记录进入雨量筒的降水量。雨量筒量程0-127cm/hr,精度±10.%,分辨率0.2mm。仪器顶部配备有数据接口,便于下载数据,产品外壳由抗腐蚀的材料制成能够保证产品长期稳定工作。
[0036] 为了排除径流场上方径流对该水量平衡场的影响,本发明中所述集水槽3上设置有槽盖,所述槽盖的材质为不锈钢。槽盖沿竖直方向的盖面向右下方倾斜,使槽盖上不会存水。
[0037] 本实施例中在坡面上对应于所述隔离边墙2设置有排水沟I。即水量平衡场的隔离边墙2上方150-200cm处修建排水沟1,用于分流上坡径流,以阻挡上坡径流进入水量平衡场汇集面,排除径流场上方径流对该水量平衡场的影响,排水沟宽20cm。
[0038] 本发明中所述集水槽3与所述表层导流管5之间设置有过滤网,过滤网也可以设置于第一壤中导流管6或第二壤中导流管7或第三壤中导流管的进口端。表层导流管直径20cm ;水量平衡场下端设置浆砌石材质的挡墙4,保证水量平衡场的稳定。
[0039] 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,其中,具体步骤为:
[0040] S1、在坡面的基岩面10上设置有隔离边墙2,隔离边墙2围成隔离径流小区;
[0041] S2、将挡墙4内的表层导流管5及壤中导流管与计量装置连通。
[0042] 本实施例中提供的坡面水量平衡场观测装置,使用时,在坡面的基岩面10上设置有隔离边墙2,隔离边墙2围成隔离径流小区;将挡墙4内的表层导流管5及壤中导流管与计量装置连通。
[0043] 综上所述,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。
[0044] 进一步地,为了排除径流场上方径流对该水量平衡场的影响,在在坡面上对应于隔离边墙设置有排水沟。
[0045] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:包括:隔离边墙(2)、集水槽(3)、挡墙(4)及计量装置;所述隔离边墙(2)设置于坡面的基岩面(10)上,所述集水槽(3)对应于所述隔离边墙(2)设置,所述挡墙(4)内分别设置有表层导流管(5)及壤中导流管,所述表层导流管(5)对应于所述集水槽(3)设置,所述表层导流管(5)及壤中导流管均与所述计量装置连通。
2.如权利要求1所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述壤中导流管包括第一壤中导流管(6)及第二壤中导流管(7),所述第一壤中导流管(6)设置于所述表层导流管(5)与所述第二壤中导流管(7)之间。
3.如权利要求2所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:还包括分别对应于所述第一壤中导流管(6)及第二壤中导流管(7)设置的钢板(11)。
4.如权利要求3所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述钢板(11)上铺设有鹅卵石层。
5.如权利要求1所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述计量装置为分别与所述表层导流管(5)及壤中导流管连通的计量筒(13)。
6.如权利要求1所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述集水槽(3)上设置有槽盖。
7.如权利要求6所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述槽盖的材质为不锈钢。
8.如权利要求1所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:坡面上对应于所述隔离边墙(2)设置有排水沟(I)。
9.如权利要求1所述的坡面水量平衡场观测装置,其特征在于:所述集水槽(3)与所述表层导流管(5)之间设置有过滤网。
10.一种应用如权利要求1-9任意一项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(10)上设置有隔离边墙(2),隔离边墙(2)围成隔离径流小区; S2、将挡墙(4)内的表层导流管(5)及壤中导流管与计量装置连通。
CN201510497810.7A 2015-08-13 2015-08-13 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法 Pending CN105092821A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510497810.7A CN105092821A (zh) 2015-08-13 2015-08-13 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510497810.7A CN105092821A (zh) 2015-08-13 2015-08-13 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105092821A true CN105092821A (zh) 2015-11-25

Family

ID=54573726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510497810.7A Pending CN105092821A (zh) 2015-08-13 2015-08-13 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105092821A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478805A (zh) * 2017-08-10 2017-12-15 新疆林科院森林生态研究所 一种坡面水量平衡场观测方法及装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017104A (zh) * 2007-02-26 2007-08-15 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 薄层坡地壤中流测定系统
CN101988886A (zh) * 2010-11-16 2011-03-23 贵州大学 一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置
CN202177708U (zh) * 2010-11-26 2012-03-28 河海大学 山坡点降雨径流测量仪
CN102507410A (zh) * 2011-10-14 2012-06-20 河海大学 一种同步测试沥青混合料渗水和排水能力的装置与方法
CN102680661A (zh) * 2012-04-26 2012-09-19 程红光 一种适用于季节性冻融地区野外观测径流实验场的设施
CN202649202U (zh) * 2012-04-26 2013-01-02 程红光 一种适用于季节性冻融地区野外观测径流实验场的设施
CN202939066U (zh) * 2012-11-30 2013-05-15 云南省农业科学院农业环境资源研究所 基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统
CN103308666A (zh) * 2013-07-04 2013-09-18 江西省水土保持科学研究院 坡地水量平衡试验装置
CN103454404A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 中国科学院亚热带农业生态研究所 一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统
CN203630130U (zh) * 2013-11-13 2014-06-04 西安理工大学 百叶窗式壤中流收集装置
CN204101327U (zh) * 2014-10-08 2015-01-14 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 一种收集径流小区不同土层深度水沙装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017104A (zh) * 2007-02-26 2007-08-15 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 薄层坡地壤中流测定系统
CN101988886A (zh) * 2010-11-16 2011-03-23 贵州大学 一种用于研究坡面径流和地下孔裂隙流的模拟试验装置
CN202177708U (zh) * 2010-11-26 2012-03-28 河海大学 山坡点降雨径流测量仪
CN102507410A (zh) * 2011-10-14 2012-06-20 河海大学 一种同步测试沥青混合料渗水和排水能力的装置与方法
CN102680661A (zh) * 2012-04-26 2012-09-19 程红光 一种适用于季节性冻融地区野外观测径流实验场的设施
CN202649202U (zh) * 2012-04-26 2013-01-02 程红光 一种适用于季节性冻融地区野外观测径流实验场的设施
CN202939066U (zh) * 2012-11-30 2013-05-15 云南省农业科学院农业环境资源研究所 基于坡面水文循环的氮磷等元素淋溶迁移的观测收集系统
CN103308666A (zh) * 2013-07-04 2013-09-18 江西省水土保持科学研究院 坡地水量平衡试验装置
CN103454404A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 中国科学院亚热带农业生态研究所 一种适宜高异质性喀斯特坡地的微型土壤水文监测系统
CN203630130U (zh) * 2013-11-13 2014-06-04 西安理工大学 百叶窗式壤中流收集装置
CN204101327U (zh) * 2014-10-08 2015-01-14 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 一种收集径流小区不同土层深度水沙装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478805A (zh) * 2017-08-10 2017-12-15 新疆林科院森林生态研究所 一种坡面水量平衡场观测方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103308666B (zh) 坡地水量平衡试验装置
CN101261201B (zh) 自然状态下的土壤淋溶液收集方法
CN103017860B (zh) 农田水旱灾害预警方法及系统
CN201503432U (zh) 土壤入渗测定器
CN205102879U (zh) 一种同时观测山坡地表径流及壤中流的量水堰
CN105092795A (zh) 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法
CN101762446B (zh) 一种渗漏测量仪及用其测量渗漏量的方法
CN205015318U (zh) 一种坡面水量平衡场观测装置
CN204008634U (zh) 用于水土流失量监测的移动式径流小区
CN105092821A (zh) 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法
CN103594020B (zh) 一种检测喀斯特坡面产流位置的装置及方法
CN102323106A (zh) 地下水样定深采集装置及其水样采集方法
CN206515492U (zh) 一种定量监测地下水流的对井装置及拔井套环
CN202075153U (zh) 地下水样定深采集装置
CN106769783A (zh) 一种土石坝防渗性能劣化的监测诊断装置及方法
CN105116128A (zh) 一种坡面水量平衡场观测装置及应用该装置的观测方法
CN206223788U (zh) 一种定量测定沙丘向丘间地水分供给量的观测装置
CN101261262B (zh) 土壤淋溶原位检测方法
CN101246093B (zh) 水旱轮作条件下的径流收集管和径流收集装置
CN206974477U (zh) 一种微径流小区
CN110006806A (zh) 海绵城市种植土绿化带现场渗透系数测试装置及测试方法
CN205537798U (zh) 水量平衡场
CN203630129U (zh) 坡地蒸渗仪
CN204202928U (zh) 坡耕地顺坡或横坡垄作条件下的径流收集装置
CN106645639A (zh) 一种定量测定沙丘向丘间地水分供给量的观测装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151125

RJ01 Rejection of invention patent application after publication