CN105137042A - 一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法及装置，本发明提供的方法能够同时获取测验区坡面起始产流时间、起始产流降雨量、稳定入渗速率等关键水文参数，解决了田间尺度上准确定量获取喀斯特坡面水文参数的难题；采用野外原位非扰动测验水文参数的方法，能够最小限度减少土壤和岩石结构的破坏，保证水文参数结果真实可靠；提供的装置制作简单、投入小、携带方便、安装便捷，满足了在喀斯特地区评价坡面蓄水工程修建位置适合度的相关装置的实际需求。

Description

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法及装置

技术领域

本发明属于农业水土工程领域，更具体涉及一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，还涉及确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置，本发明所述的方法或装置适宜于直接指导岩溶干旱区高效利用有限水资源的生产实践，且适合于地质调查、农田水利、植被恢复重建等科研和民生服务领域。

背景技术

喀斯特面积占世界陆地面积的15％，为25％人口供水。我国是喀斯特分布最广、面积最大(344.3万km²)的国家，占陆地面积1/3。西南部(约54万km²)是出露面积最大、发育最强、人地矛盾最尖锐的区域，也是我国最大面积贫困区域。西南喀斯特地区虽降雨充沛，但因岩石渗漏性强、成土速率慢、地表缺水少土，导致地表水大量渗漏，地下水深埋，水文过程变化迅速，岩溶干旱严重。因此，喀斯特地区水的问题的解决是实现该区经济、社会、生态可持续发展的关键。针对喀斯特地区秋冬春季干旱少雨、生产生活用水紧缺的普遍问题，前人提出了众多适用于喀斯特地区的坡面、洼地径流汇集与利用技术。尤其是喀斯特坡面蓄水工程，如水窖、水柜、蓄水池等，其作为调控地表径流、降低水土流失动力、高效利用雨水资源的重要工程设施，在工农业生产及生态环境建设中得到广泛的应用，发挥着不可替代的作用。

在喀斯特坡面尺度上判断产生径流的准确部位是指导修建坡面蓄水工程的关键所在。由于喀斯特山区不同类型碳酸盐岩(主要包括石灰岩和白云岩)在岩石裂隙发育程度、岩溶形态、上覆土层厚度及风化壳持水性等方面都存在明显差异，地表土壤岩石分布的非均匀性以及地下岩石裂隙结构的多样性导致其坡面产流位置、水文路径、水文过程等表现出极强的空间异质性。适用于在非喀斯特地区判别和评价坡面水文过程和水文路径的方法，如标准小区观测法和水文模拟法，其在喀斯特地区明显不适用。迄今为止，由于判断喀斯特坡面径流形成位置的装置和方法的缺失，导致目前已经建成的大部分喀斯特坡面蓄水工程存在收不到水或收集水量过少等问题，这严重阻碍了喀斯特坡面蓄水工程效用的有效发挥。因此，在类似喀斯特地区这种地表地下土壤岩石结构异质性明显的坡面，亟需提出用于评价坡面蓄水工程修建位置适合度的新方法和新装置，以期为该地区有限水资源的合理利用、植被配置布局、农田水利建设等方面提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，方法易行，操作简便，提出了评价喀斯特坡面蓄水工程的修建位置的定量方法，解决了传统仅凭主观判断喀斯特坡面径流形成位置的方法的缺陷，促进了喀斯特坡面蓄水工程效用的有效发挥，能够为该类地区有限水资源的合理利用、植被配置布局、农田水利建设等方面提供技术手段。

本发明的另一个目的是在于提供了一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置，制作简单、投入小、携带方便、安装便捷，能够同时获取测验区坡面起始产流时间、起始产流降雨量、稳定入渗速率等关键水文参数，满足了在喀斯特地区评价坡面蓄水工程修建位置适合度的相关装置的实际需求，解决了田间尺度上准确定量获取喀斯特坡面水文参数的难题。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，其步骤包括：

1、布设地表径流测验区

在规划修建喀斯特坡面蓄水工程的区域内选择测验点，根据测验点地表起伏以及土壤岩石分布特点，确定测验点产流区边界，产流区面积小于模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区范围；

沿着产流区边界开挖浅沟，在浅沟内垂直插入可塑铝制挡板，形成闭合产流区，将挖沟产生的扰动土壤进行原位回填和压实，使可塑铝制挡板与回填土壤间无明显缝隙，同时用防漏膨胀土填充产流区外围的可塑铝制挡板与浅沟相交处，夯实以防止产流区径流漏出产流区域；在位于产流区下坡最低处的可塑铝制挡板紧贴土面处开孔，孔径大小与地表径流集流管外径一致，地表径流集流管一端贯穿插入孔内，地表径流集流管另一端连接地表径流集流桶以收集径流，地表径流集流桶桶口水平；在开孔区域填充膨胀土防止地表径流集流管与可塑铝制挡板之间出现缝隙，使产流区形成的地表径流完全进入地表径流集流管；雨量筒放置于产流区中心点，开口水平，钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置。

以上所述方案中，检测点的选择参照参照中华人民共和国水利行业标准:水利水电工程水土保持技术规范(SL575-2012)；所选测验点能体现该区典型土地利用类型以及土壤、岩石分布特征。

2、降雨试验以及产流过程动态监测。

将模拟雨滴发生器垂直设置于产流区上坡位，使模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区，选择无风时段进行模拟降雨，降雨开始后用秒表计时，同时控制降雨强度为100～120mm/h。降雨过程中准确记录起始产流时间(t)，地表开始产流后每隔10分钟记录一次地表径流集流桶内产流体积，直至连续四次产流体积基本一致时停止降雨，此时的地表径流速率便为稳定地表径流速率(q)，通过参比1米钢尺长度进而确定产流区实际面积(A)，同时对雨量筒承接的降雨进行体积量测，获取整个降雨过程中的平均降雨强度(p)，地表径流测验区坡度采用罗盘仪测定。

所述的起始产流时间为降雨开始时至地表径流集流桶内有径流发生时的时间。

步骤2的方案中，优选的，可在产流区上方设置摄像机，通过摄像机视频收集所需数据。

3、评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度。判断喀斯特坡面蓄水工程修建位置是否合适的基本原理为采用水量平衡方程估算坡面稳定入渗速率，用公式表述为：

$i=p-\frac{q}{A\cos \mathrm{\α}}\×10$

以上公式中，i为坡面稳定入渗速率(mm/h)；p为降雨强度(mm/h)；q为稳定地表径流速率(L/h)；A为产流区面积(m²)；α为地表径流测验区坡度(°)。

起始产流降雨量计算公式为：

D_i＝p×t

以上公式，D_i为起始产流降雨量(mm)；p为降雨强度(mm/h)；t为起始产流时间(h)。

适合度得分的计算采用连乘法(表1)，适合度得分＝起始产流时间得分*起始产流降雨量得分*稳定入渗速率得分；最高27分，最低1分，其中，27分～12分为适合，11分～6分为基本适合，5分～1分为不适合。

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置，包括模拟雨滴发生器1、地表径流测验区2；

地表径流测验区2位于模拟雨滴发生器1所生成降雨覆盖范围之内；

所述模拟雨滴发生器包括进水软管、水表、闸阀、D32不锈钢支管、水压力表、D32不锈钢主管、摄像机、等径三通、第一等径三通、第二等径三通、第一90度弯头、第二90度弯头、第三90度弯头、第四90度弯头、第一铜制旋塞阀、第二铜制旋塞阀、第三铜制旋塞阀、第四铜制旋塞阀、第一喷头、第二喷头、第三喷头、第四喷头、带孔底座、固定钢钎；

其连接关系是：进水软管通过水表与D32不锈钢支管的一端连接，D32不锈钢支管1-4上设置有闸阀，D32不锈钢支管的另一端与D32不锈钢主管垂直连接，D32不锈钢主管上设置有水压力表1-5和摄像机。D32不锈钢主管的顶端与等径三通的支管连接，等径三通主管两端分别与第一等径三通的支管和第二等径三通的支管连接；第一等径三通的主管两端分别通过第一90度弯头和第四90度弯头与第一喷头和第四喷头连接，第二等径三通的主管两端分别通过第二90度弯头和第三90度弯头与第二喷头和第三喷头连接。D32不锈钢主管底端垂直固定在带孔底座上，固定钢钎插入带孔底座的预留孔用于固定。

所述的第一90度弯头、第二90度弯头、第三90度弯头和第四90度弯头分别设置有第一铜制旋塞阀、第二铜制旋塞阀、第三铜制旋塞阀和第四铜制旋塞阀，以控制水流。

所述的水压力表设置在自D32不锈钢主管底端向上50cm处；

所述的喷头为德国LECHLER459.008.30.BK.00.0；

以上所述的方案中，第一等径三通和第二等径三通的主管均与等径三通的支管垂直；

以上所述的方案中，第一喷头、第二喷头、第三喷头、第四喷头均与等径三通的主管垂直；

所述的等径三通的横向端称为主管，垂直端称为支管。

所述地表径流测验区包括产流区、可塑铝制挡板、产流区边界防漏膨胀土、地表径流集流管、地表径流集流桶、雨量筒、钢尺；

其连接关系是：可塑铝制挡板垂直插入地表，形成的闭合区域构成产流区，可塑铝制挡板的产流区外围的一侧与地表的交界处填充有防漏膨胀土，可塑铝制挡板紧贴地表处设置有地表径流集流管，地表径流集流管一端与可塑铝制挡板连接，另一端与地表径流集流桶连接。产流区内设置有雨量筒和钢尺。

所述的雨量筒置于产流区的中心处；

所述的钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置。

所述的地表径流集流管位于产流区下坡最低处使产流区形成的地表径流通过地表径流集流管完全流入地表径流集流桶。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明制作简单、投入小、携带方便、安装便捷，满足了在喀斯特地区评价坡面蓄水工程修建位置适合度的相关装置的实际需求；

2、本发明能够同时获取测验区坡面起始产流时间、起始产流降雨量、稳定入渗速率等关键水文参数，解决了田间尺度上准确定量获取喀斯特坡面水文参数的难题；

3、采用野外原位非扰动测验水文参数的方法，能够最小限度减少土壤和岩石结构的破坏，保证水文参数结果真实可靠；

4、整套装置组件制作和组装过程简单快速，且轻便易携带，在较短时间内可完成对整个测验区域的水文参数的快速高效获取。

附图说明

图1为一种模拟雨滴发生器示意图；

图2为实施例2一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置示意图；

其中：模拟雨滴发生器1、进水软管1-1、水表1-2、闸阀1-3、D32不锈钢支管1-4、水压力表1-5、D32不锈钢主管1-6、摄像机1-7、等径三通1-8、第一等径三通1-9-1、第二等径三通1-9-2、第一90度弯头1-10-1、第二90度弯头1-10-2、第三90度弯头1-10-3、第四90度弯头1-10-4、第一铜制旋塞阀1-11-1、第二铜制旋塞阀1-11-2、第三铜制旋塞阀1-11-3、第四铜制旋塞阀1-11-4、第一喷头1-12-1(德国LECHLER459.008.30.BK.00.0)、第二喷头1-12-2(德国LECHLER459.008.30.BK.00.0)、第三喷头1-12-3(德国LECHLER459.008.30.BK.00.0)、第四喷头1-12-4(德国LECHLER459.008.30.BK.00.0)、带孔底座1-13、固定钢钎1-14、2地表径流测验区、产流区2-1、可塑铝制挡板2-2、产流区边界防漏膨胀土2-3、地表径流集流管2-4、地表径流集流桶2-5、雨量筒2-6、钢尺2-7、缓冲区2-8。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的工作原理做进一步描述，本发明实施例所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规技术：

实施例1：

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，其步骤是：

1、布设地表径流测验区。

在规划修建喀斯特坡面蓄水工程的区域内选择测验点，检测点的选择参照参照中华人民共和国水利行业标准:水利水电工程水土保持技术规范(SL575-2012)，所选测验点能体现该区典型土地利用类型以及土壤、岩石分布特征。在此基础上，根据测验点地表起伏以及土壤岩石分布特点，确定测验点产流区边界，本实施例中最终产流区面积为10m²，其面积为模拟雨滴发生器(喷头为德国LECHLER459.008.30.BK.00.0)1所能覆盖的范围(20m²)的一半。

沿着确定的产流区2-1边界开挖20cm深，15cm宽的浅沟，在浅沟内垂直插入可塑铝制挡板，形成闭合产流区，挡板高出土面15cm，将挖沟产生的扰动土壤进行原位回填和压实，使可塑铝制挡板与回填土壤间无明显缝隙，同时用防漏膨胀土填充产流区外围的可塑铝制挡板与浅沟相交处，夯实以防止产流区径流漏出产流区域；在位于产流区的下坡最低处的可塑铝制挡板紧贴土面处进行开孔，开孔大小与地表径流集流管外径一致(其外径直径是50cm)，地表径流集流管一端贯穿插入开孔内，地表径流集流管另一端连接地表径流集流桶以收集径流，地表径流集流桶(容积是100升)桶口水平；在地表径流集流管与可塑铝制挡板之间的缝隙区域填充膨胀土，使产流区形成的地表径流完全进入地表径流集流管；雨量筒(内径为20cm)放置于产流区中心点，开口水平，1米钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置。

2、降雨试验以及产流过程动态监测。

将模拟雨滴发生器垂直设置于产流区上坡位，使模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区，同时在产流区上方设置摄像机，打开摄像机，选择无风时段进行模拟降雨，控制降雨强度为100～120mm/h；降雨开始后用秒表计时，同时控制降雨强度为100～120mm/h。降雨过程中准确记录起始产流时间(t)，地表开始产流后每隔10分钟记录一次地表径流集流桶内产流体积，直至连续四次产流体积基本一致时停止降雨，此时的地表径流速率便为稳定地表径流速率(q)。收集摄像机视频数据，通过参比1米钢尺长度进而确定产流区实际面积(A)，同时对雨量筒承接的降雨进行体积量测，获取整个降雨过程中的平均降雨强度(p)，地表径流测验区坡度(α)采用罗盘仪测定。

所述的起始产流时间为降雨开始时至地表径流集流桶内有径流发生时的时间。

3、评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度。判断喀斯特坡面蓄水工程修建位置是否合适的基本原理为采用水量平衡方程估算坡面稳定入渗速率，用公式表述为：

$i=p-\frac{q}{A\cos \mathrm{\α}}\×10$

以上公式中，i为坡面稳定入渗速率(mm/h)；p为降雨强度(mm/h)；q为稳定地表径流速率(L/h)；A为产流区面积(m²)；α为地表径流测验区坡度(°)。

起始产流降雨量计算公式为：

D_i＝p×t

以上公式，D_i为起始产流降雨量(mm)；p为降雨强度(mm/h)；t为起始产流时间(h)。

适合度得分的计算采用连乘法，适合度得分＝起始产流时间得分×起始产流降雨量得分×稳定入渗速率得分；最高27分，最低1分，其中，27分～12分为适合，11分～6分为基本适合，5分～1分为不适合(表1)。

表1运用连乘法评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度的评分标准及其计算方法

表2为申请人于2012年10月至2015年4月在广西河池市环江毛南族自治县中科院环江喀斯特生态系统观测研究站野外10个点测验所得参数及其蓄水工程修建适合度评价实例及其结果。由表2可知，利用本发明所述方法，对表2中的10个测试点所进行的修建位置合理性评估，其结果与2013年各测试点水窖实际蓄水量观测数据表现出很好的一致性，说明本发明所述方法能够准确指导喀斯特坡面蓄水工程修建位置的确定。

表2环江喀斯特生态系统观测研究站野外多点测验所得参数及其蓄水工程修建适合度评价

实施例2：

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置，包括模拟雨滴发生器1、地表径流测验区2；

本实施例中所述装置用于实施例1中喀斯特坡面蓄水工程修建位置的评价。

地表径流测验区2位于模拟雨滴发生器1所生成降雨覆盖范围之内。

所述模拟雨滴发生器1由进水软管1-1、水表1-2、闸阀1-3、D32不锈钢支管1-4、水压力表1-5、D32不锈钢主管1-6、摄像机1-7、等径三通1-8、第一等径三通1-9-1、第二等径三通1-9-2、第一90度弯头1-10-1、第二90度弯头1-10-2、第三90度弯头1-10-3、第四90度弯头1-10-4、第一铜制旋塞阀1-11-1、第二铜制旋塞阀1-11-2、第三铜制旋塞阀1-11-3、第四铜制旋塞阀1-11-4、第一喷头1-12-1、第二喷头1-12-2、第三喷头1-12-3、第四喷头1-12-4、带孔底座1-13、固定钢钎1-14构成(图1)。

其连接关系是：进水软管1-1通过水表1-2与D32不锈钢支管1-4的一端连接，D32不锈钢支管1-4上设置有闸阀1-3，D32不锈钢支管1-4的另一端与D32不锈钢主管1-6垂直连接，D32不锈钢主管1-6上设置有水压力表1-5和摄像机1-7。D32不锈钢主管1-6的顶端与等径三通1-8的支管连接，等径三通1-8主管两端分别与第一等径三通1-9-1的支管和第二等径三通1-9-2的支管连接；第一等径三通1-9-1的主管两端分别通过第一90度弯头1-10-1和第四90度弯头1-10-4与第一喷头1-12-1和第四喷头1-12-4连接，第二等径三通1-9-2的主管两端分别通过第二90度弯头1-10-3和第三90度弯头1-10-4与第二喷头1-12-2和第三喷头1-12-3连接。D32不锈钢主管1-6底端垂直固定在带孔底座1-13上，固定钢钎1-14插入带孔底座1-13的预留孔用于固定。

所述的第一90度弯头1-10-1、第二90度弯头1-10-2、第三90度弯头1-10-3和第四90度弯头1-10-4分别设置有第一铜制旋塞阀1-11-1、第二铜制旋塞阀1-11-2、第三铜制旋塞阀1-11-3和第四铜制旋塞阀1-11-4，以控制水流。

所述的水压力表设置在自D32不锈钢主管1-6底端向上50cm处；

所述的摄像机1-7设置在自D32不锈钢主管1-6顶端向下80cm处；

所述的喷头为德国LECHLER459.008.30.BK.00.0；

以上所述的方案中，第一等径三通1-9-1和第二等径三通1-9-2的主管均与等径三通1-8的支管垂直；

以上所述的方案中，第一喷头1-12-1、第二喷头1-12-2、第三喷头1-12-3、第四喷头1-12-4均与等径三通1-8的主管垂直；

所述的模拟雨滴发生器1所生成降雨覆盖范围为20m²，产流区2-1的面积为20m²；

本发明所述的等径三通的横向端称为主管，垂直端称为支管。

所述地表径流测验区2由产流区2-1、可塑铝制挡板2-2、产流区边界防漏膨胀土2-3、地表径流集流管2-4、地表径流集流桶2-5、雨量筒2-6、1米钢尺2-7构成(图2)。

其连接关系是：可塑铝制挡板2-2垂直插入地表，形成的闭合区域构成产流区2-1，可塑铝制挡板2-2的产流区外围的一侧与地表的交界处填充有防漏膨胀土2-3，可塑铝制挡板2-2紧贴地表处设置有地表径流集流管2-4，地表径流集流管2-4一端与可塑铝制挡板连接，另一端与地表径流集流桶2-5连接。产流区2-1内设置有雨量筒2-6和钢尺2-7。

所述的雨量筒置于产流区2-1的中心处；

所述的钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置。

所述的地表径流集流管2-4位于产流区下坡最低处使产流区形成的地表径流通过地表径流集流管2-4完全流入地表径流集流桶2-5。

使用方法包括：

打开摄像机1-7并使所有铜制旋塞阀(1-11-1，1-11-2，1-11-3，1-11-4)处于开放状态，将模拟雨滴发生器1利用固定钢钎1-14垂直固定于地表径流测验区2上坡位，使得模拟雨滴发生器产生的雨滴范围能完全覆盖产流区。

选择无风时段进行模拟降雨，降雨开始后用秒表计时，通过调整闸阀1-3开放程度控制水压力表1-5使得降雨强度在100～120mm/h。降雨过程中准确记录起始产流时间(t)，地表开始产流后每隔10分钟记录一次地表径流集流桶2-5内产流体积，直至连续四次产流体积一致时停止降雨，此时的地表径流速率便为稳定地表径流速率(q)。收集摄像机1-7视频数据，通过参比钢尺2-7长度进而确定产流区2-1实际面积(A)，同时对雨量筒2-6承接的降雨进行体积量测，获取整个降雨过程中的平均降雨强度(p)，地表径流测验区1坡度采用罗盘仪测定。

评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度：判断喀斯特坡面蓄水工程修建位置是否合适的基本原理为采用水量平衡方程估算坡面稳定入渗速率，用公式表述为：

$i=p-\frac{q}{A\cos \mathrm{\α}}\×10$

以上公式中，i为坡面稳定入渗速率(mm/h)；p为降雨强度(mm/h)；q为稳定地表径流速率(L/h)；A为产流区面积(m²)；α为地表径流测验区坡度(°)。

起始产流降雨量计算公式为：

D_i＝p×t

以上公式，D_i为起始产流降雨量(mm)；p为降雨强度(mm/h)；t为起始产流时间(h)。

适合度得分的计算采用连乘法，适合度得分＝起始产流时间得分×起始产流降雨量得分×稳定入渗速率得分；最高27分，最低1分，其中，27分～12分为适合，11分～6分为基本适合，5分～1分为不适合(表1)。

Claims (9)

1.一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，其步骤包括：

1)布设地表径流测验区

在规划修建喀斯特坡面蓄水工程的区域内选择测验点，根据测验点地表起伏以及土壤岩石分布特点，确定测验点产流区边界，产流区面积小于模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区范围；

沿着产流区边界开挖浅沟，在浅沟内垂直插入可塑铝制挡板，形成闭合产流区，将挖沟产生的扰动土壤进行原位回填和压实，使可塑铝制挡板与回填土壤间无明显缝隙，同时用防漏膨胀土填充产流区外围的可塑铝制挡板与浅沟相交处，夯实以防止产流区径流漏出产流区域；在位于产流区下坡最低处的可塑铝制挡板紧贴土面处开孔，孔径大小与地表径流集流管外径一致，地表径流集流管一端贯穿插入孔内，地表径流集流管另一端连接地表径流集流桶以收集径流，地表径流集流桶桶口水平；在开孔区域填充膨胀土防止地表径流集流管与可塑铝制挡板之间出现缝隙，使产流区形成的地表径流完全进入地表径流集流管；雨量筒放置于产流区中心点，开口水平，钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置；

2)降雨试验以及产流过程动态监测

将模拟雨滴发生器垂直设置于产流区上坡位，使模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区，选择无风时段进行模拟降雨，降雨开始后用秒表计时，同时控制降雨强度为100～120mm/h；降雨过程中准确记录起始产流时间，t，地表开始产流后每隔10分钟记录一次地表径流集流桶内产流体积，直至连续四次产流体积基本一致时停止降雨，此时的地表径流速率便为稳定地表径流速率q，通过参比1米钢尺长度进而确定产流区实际面积A，同时对雨量筒承接的降雨进行体积量测，获取整个降雨过程中的平均降雨强度p，地表径流测验区坡度采用罗盘仪测定；

所述的起始产流时间为降雨开始时至地表径流集流桶内有径流发生时的时间；

3)评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度

判断喀斯特坡面蓄水工程修建位置是否合适的基本原理为采用水量平衡方程估算坡面稳定入渗速率，用公式表述为：

$i=p-\frac{q}{A\cos \mathrm{\α}}\×10$

以上公式中，i为坡面稳定入渗速率，mm/h；p为降雨强度，mm/h；q为稳定地表径流速率，L/h；A为产流区面积，m²；α为地表径流测验区坡度，°；

起始产流降雨量计算公式为：

D_i＝p×t

以上公式，D_i为起始产流降雨量，mm；p为降雨强度，mm/h；t为起始产流时间，h；

按照下表计算适合度得分，适合度得分＝起始产流时间得分×起始产流降雨量得分×稳定入渗速率得分；最高27分，最低1分，其中，27分～12分为适合，11分～6分为基本适合，5分～1分为不适合；

2.一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的装置，包括模拟雨滴发生器(1)、地表径流测验区(2)；其特征在于：所述的地表径流测验区(2)位于模拟雨滴发生器(1)所生成降雨覆盖范围之内；

所述模拟雨滴发生器(1)包括进水软管(1-1)、水表(1-2)、闸阀(1-3)、D32不锈钢支管(1-4)、水压力表(1-5)、D32不锈钢主管(1-6)、摄像机(1-7)、等径三通(1-8)、第一等径三通(1-9-1)、第二等径三通(1-9-2)、第一90度弯头(1-10-1)、第二90度弯头(1-10-2)、第三90度弯头(1-10-3)、第四90度弯头(1-10-4)、第一铜制旋塞阀(1-11-1)、第二铜制旋塞阀(1-11-2)、第三铜制旋塞阀(1-11-3)、第四铜制旋塞阀(1-11-4)、第一喷头(1-12-1)、第二喷头(1-12-2)、第三喷头(1-12-3)、第四喷头(1-12-4)、带孔底座(1-13)和固定钢钎(1-14)；

其连接关系是：进水软管(1-1)通过水表(1-2)与D32不锈钢支管(1-4)的一端连接，D32不锈钢支管(1-4)上设置有闸阀(1-3)，D32不锈钢支管(1-4)的另一端与D32不锈钢主管(1-6)垂直连接，D32不锈钢主管(1-6)上设置有水压力表(1-5)和摄像机(1-7)；D32不锈钢主管(1-6)的顶端与等径三通(1-8)的支管连接，等径三通(1-8)主管两端分别与第一等径三通(1-9-1)的支管和第二等径三通(1-9-2)的支管连接；第一等径三通(1-9-1)的主管两端分别通过第一90度弯头(1-10-1)和第四90度弯头(1-10-4)与第一喷头(1-12-1)和第四喷头(1-12-4)连接，第二等径三通(1-9-2)的主管两端分别通过第二90度弯头(1-10-3)和第三90度弯头(1-10-4)与第二喷头(1-12-2)和第三喷头(1-12-3)连接；D32不锈钢主管(1-6)底端垂直固定在带孔底座(1-13)上，固定钢钎(1-14)插入带孔底座(1-13)的预留孔用于固定；

所述地表径流测验区(2)包括产流区(2-1)、可塑铝制挡板(2-2)、产流区边界防漏膨胀土(2-3)、地表径流集流管(2-4)、地表径流集流桶(2-5)、雨量筒(2-6)和钢尺(2-7)；

其连接关系是：可塑铝制挡板(2-2)垂直插入地表，形成的闭合区域构成产流区(2-1)，可塑铝制挡板(2-2)的产流区外围的一侧与地表的交界处填充有防漏膨胀土(2-3)，可塑铝制挡板(2-2)紧贴地表处设置有地表径流集流管(2-4)，地表径流集流管(2-4)一端与可塑铝制挡板连接，另一端与地表径流集流桶(2-5)连接，产流区(2-1)内设置有雨量筒(2-6)和钢尺(2-7)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的第一90度弯头(1-10-1)、第二90度弯头(1-10-2)、第三90度弯头(1-10-3)和第四90度弯头(1-10-4)分别设置有第一铜制旋塞阀(1-11-1)、第二铜制旋塞阀(1-11-2)、第三铜制旋塞阀(1-11-3)和第四铜制旋塞阀(1-11-4)，以控制水流。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的水压力表设置在自D32不锈钢主管1-6底端向上50cm处。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的喷头为德国LECHLER459.008.30.BK.00.0。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：第一等径三通(1-9-1)和第二等径三通(1-9-2)的主管均与等径三通(1-8)的支管垂直。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：第一喷头(1-12-1)、第二喷头(1-12-2)、第三喷头(1-12-3)、第四喷头(1-12-4)均与等径三通(1-8)的主管垂直。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的雨量筒置于产流区2-1的中心处；所述的钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的地表径流集流管(2-4)位于产流区的下坡的最低处使产流区形成的地表径流通过地表径流集流管(2-4)完全流入地表径流集流桶(2-5)。