CN111473819A - 一种地表径流监测分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地表径流监测分析方法，主要涉及地表径流监测领域。按照以下步骤进行：S1：并绘制监测地形图；S2：确定监测设施的安装点；S3：绘制在不同干预措施下的坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表；S4：建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程；S5：绘制集水区瞬时净流量随降雨量的变化曲线图；S6：对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图；S7：根据区域水量平衡方程绘制集水区水量平衡表；S8：判断不同集水区的地表径流的优劣。本发明的有益效果在于：提供一种系统的地表径流监测分析方法，能够为人工林地的建立与维护提供理论数据支持。

Description

一种地表径流监测分析方法
技术领域
本发明涉及地表径流监测领域，具体是一种地表径流监测分析方法。
背景技术
地表径流一般是指大气降水落到地面后，经土壤或地被物吸收及在空气中蒸发后余下的在地表流动的部分，地表径流一般流入江河，流进大海，而湖泊和大面积的沼泽地、大洼地则起着储存径流的作用，是水文循环的一个重要环节，通过对一定区域内的地表径流的监测与分析，能够掌握该区域内水资源的变化状态，能够为人工林地的建立提供重要参考，而现有的地表流量的监测方法主要是单纯的利用地表流量监测装置对监测点进行地表流量的检测，不同监测点之间相互独立，缺乏系统的监测分析方法，应用价值有限。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供采用一种递进式的地表径流监测分析方法，通过对坡面的地表径流监测分析、集水区地表径流的分析和集水区水量平衡表的建立，提供一种系统的地表径流监测分析方法，能够为人工林地的建立与维护提供理论数据支持。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种地表径流监测分析方法，按照以下步骤进行：
S1：采集监测区域内的地形信息，重点采集区域内水库、坡面和集水区数据，并绘制监测地形图；
S2：根据监测地形图确定监测设施的安装点，所述监测设施包括水位与降雨量监测装置、坡面径流监测装置、蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置、流量监测装置，在水库处安装水位与降雨量监测装置，在坡面安装坡面径流监测装置，在集水区出口安装流量监测装置，并将蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置均匀安装在监测区域；
S3：从监测地形图中选取N+1个地形、土壤、降雨相同或相近的坡面，对其中一个坡面不作任何处理，对另外N个坡面上的植被进行不同的人工干预处理措施，通过坡面径流监测装置监测经过处理后的坡面的坡面径流深和泥沙流失量，绘制在一定周期内的坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表；
S4：根据坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表，以相应周期内的降雨量为自变量，坡面径流深和泥沙流失量为因变量，建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程；
S5：将流量监测装置实时监测的瞬时净流量数据与水位与降雨量监测装置监测的降雨量数据结合，绘制集水区瞬时净流量随降雨量的变化曲线图；
S6：对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图，获得不同集水区水源涵养功能的强弱；
S7：根据区域水量平衡方程绘制集水区水量平衡表，
区域水量平衡方程：P-(ET+R出+D)＝ΔS,其中，P为研究时段内的降雨量，ET为研究时段内区域蒸发散总量；R出为研究时段内流出区域的径流量之和，D为研究时段内深沉下深水量，ΔS为研究时段内区域蓄水量变化。
S8：根据集水区水量平衡表，确定径流量的比重，将不同集水区的径流量的比重进行对比，判断不同集水区的地表径流的优劣。
优选的，所述步骤S2中的监测设施均为无线监测设备。
优选的，所述步骤S2中，在集水区出口设置复合型量水堰，流量监测装置安装在复合型量水堰上。
优选的，所述步骤S3中，所述N＝4，对第一个坡面的处理为：萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥；对第二个坡面的处理为：火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥；对第三个坡面的处理为：人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥；对第四个坡面的处理为：更新一类1代3年生林地。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过设置坡面的对比试验，对不同的坡面进行地表径流的监测，能够获得坡面的地表径流在不同的人为干预措施下的影响，在不同的人为干预措施下建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程，能够获得最佳的人为干预方案；通过对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图，能够获得不同集水区水源涵养功能的强弱，进而确定集水区中植被的种类；通过建立一定区域内集水区水量平衡表，能够判断不同集水区的地表径流的优劣；通过监测区域递进式的增加，通过对坡面的地表径流监测分析、集水区地表径流的分析和集水区水量平衡表的建立，提供一种系统的地表径流监测分析方法，能够为人工林地的建立与维护提供理论数据支持。
附图说明
附图1是本发明的分析流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例：如附图1所示：本发明所述是一种地表径流监测分析方法，按照以下步骤进行：
S1：采集监测区域内的地形信息，重点采集区域内水库、坡面和集水区数据，并绘制监测地形图；
S2：根据监测地形图确定监测设施的安装点，所述监测设施包括水位与降雨量监测装置、坡面径流监测装置、蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置、流量监测装置，在水库处安装水位与降雨量监测装置，在坡面安装坡面径流监测装置，在集水区出口设置复合型量水堰，将流量监测装置安装在复合型量水堰上，并将蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置均匀安装在监测区域，进一步的，为了降低监测成本，监测设施均采用无线监测设备；
S3：从监测地形图中选取N+1个地形、土壤、降雨相同或相近的坡面，对其中一个坡面不作任何处理，对另外N个坡面上的植被进行不同的人工干预处理措施，优选的，所述N＝4，对第一个坡面的处理为：萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥；对第二个坡面的处理为：火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥；对第三个坡面的处理为：人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥；对第四个坡面的处理为：更新一类1代3年生林地；通过坡面径流监测装置监测经过处理后的坡面的坡面径流深和泥沙流失量，绘制在一定周期内的坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表；
S4：根据坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表，以相应周期内的降雨量为自变量，坡面径流深和泥沙流失量为因变量，建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程；
S5：将流量监测装置实时监测的瞬时净流量数据与水位与降雨量监测装置监测的降雨量数据结合，绘制集水区瞬时净流量随降雨量的变化曲线图；
S6：对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图，获得不同集水区水源涵养功能的强弱；
S7：根据区域水量平衡方程绘制集水区水量平衡表，
区域水量平衡方程：P-(ET+R出+D)＝ΔS,其中，P为研究时段内的降雨量，ET为研究时段内区域蒸发散总量；R出为研究时段内流出区域的径流量之和，D为研究时段内深沉下深水量，ΔS为研究时段内区域蓄水量变化。
S8：根据集水区水量平衡表，确定径流量的比重，将不同集水区的径流量的比重进行对比，判断不同集水区的地表径流的优劣。
本发明通过设置坡面的对比试验，对不同的坡面进行地表径流的监测，能够获得坡面的地表径流在不同的人为干预措施下的影响，在不同的人为干预措施下建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程，能够获得不同人为干预措施下坡面径流特征，能够获得最佳的人为干预方案；通过对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图，能够获得集水区出口径流特征，获得不同集水区水源涵养功能的强弱，进而确定集水区中植被的种类；通过建立一定区域内集水区水量平衡表，能够获得不同集水区水通量对比及差异特征，能够判断不同集水区的地表径流的优劣；通过监测区域递进式的增加，通过对坡面的地表径流监测分析、集水区地表径流的分析和集水区水量平衡表的建立，提供一种系统的地表径流监测分析方法，能够为人工林地的建立与维护提供理论数据支持。

Claims (4)

1.一种地表径流监测分析方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
S1：采集监测区域内的地形信息，重点采集区域内水库、坡面和集水区数据，并绘制监测地形图；
S2：根据监测地形图确定监测设施的安装点，所述监测设施包括水位与降雨量监测装置、坡面径流监测装置、蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置、流量监测装置，在水库处安装水位与降雨量监测装置，在坡面安装坡面径流监测装置，在集水区出口安装流量监测装置，并将蒸发及土壤含水量监测装置、地下水监测装置、植被蒸发监测装置均匀安装在监测区域；
S3：从监测地形图中选取N+1个地形、土壤、降雨相同或相近的坡面，对其中一个坡面不作任何处理，对另外N个坡面上的植被进行不同的人工干预处理措施，通过坡面径流监测装置监测经过处理后的坡面的坡面径流深和泥沙流失量，绘制在一定周期内的坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表；
S4：根据坡面径流深对比表和泥沙流失量对比表，以相应周期内的降雨量为自变量，坡面径流深和泥沙流失量为因变量，建立坡面径流深和泥沙流失量与降雨量的回归方程；
S5：将流量监测装置实时监测的瞬时净流量数据与水位与降雨量监测装置监测的降雨量数据结合，绘制集水区瞬时净流量随降雨量的变化曲线图；
S6：对比不同集水区的瞬时净流量随降雨量的变化曲线图，获得不同集水区水源涵养功能的强弱；
S7：根据区域水量平衡方程绘制集水区水量平衡表，
区域水量平衡方程：P-(ET+R出+D)＝ΔS,其中，P为研究时段内的降雨量，ET为研究时段内区域蒸发散总量；R出为研究时段内流出区域的径流量之和，D为研究时段内深层下渗水量，ΔS为研究时段内区域蓄水量变化。
S8：根据集水区水量平衡表，确定径流量的比重，将不同集水区的径流量的比重进行对比，判断不同集水区的地表径流的优劣。
2.根据权利要求1所述的一种地表径流监测分析方法，其特征在于：所述步骤S2中的监测设施均为无线监测设备。
3.根据权利要求1所述的一种地表径流监测分析方法，其特征在于：所述步骤S2中，在集水区出口设置复合型量水堰，流量监测装置安装在复合型量水堰上。
4.根据权利要求1所述的一种地表径流监测分析方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述N＝4，对第一个坡面的处理为：萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥；对第二个坡面的处理为：火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥；对第三个坡面的处理为：人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥；对第四个坡面的处理为：更新一类1代3年生林地。
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