CN219224784U - 一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，包括集水坝、集水沟、监测孔、水位计、三角堰板、沉砂池、排水管、滤网、分流池、分流管、集流池，所述集水坝与集水沟连接，所述集水沟沟壁上预留有监测孔，所述监测孔中放置有水位计，所述集水沟出口处安装有三角堰板，所述集水沟与沉砂池连通，所述沉砂池底部安装有排水管，所述排水管入口处安装有滤网，所述沉砂池与分流池连通，所述分流池底部和顶部分别安装有排水管和分流管，所述分流池与集流池通过分流管连通，所述集流池底部安装有排水管。本实用新型可以反映真实自然条件下水土流失状况，同时解决水位计被水流冲击发生摇摆导致测量结果不准的问题。

Description

一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统

技术领域

本实用新型涉及岩溶区水土流失监测领域，具体涉及一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统。

背景技术

近些年来，岩溶地区实施了一系列生态修复工程，但工程实施后的效益监测评价工作还比较滞后。在对岩溶区生态修复工程效益进行监测评价时，水土流失是一个非常重要的指标。目前，该领域一般是通过设置径流小区模拟自然条件进行水土流失监测，标准径流小区长20m、宽5m，一般包括挡水墙、集水槽、导水管和量水池四部分，监测方法为：在量水池中安装水位计，自动记录降雨过程中量水池水深，最后换算成径流小区内产生的径流量；每次降雨产生径流后，先将量水池中的水搅拌均匀，然后采集水样并过滤泥沙，将过滤后的泥沙烘干并称重，计算得出单次降雨后径流小区的土壤流失量。

目前，该技术存在的缺陷是：1)径流小区面积较小，只能模拟自然条件下的水土流失，不能反映真实自然条件下水土流失状况；2)水位计一般直接投放在量水池底，容易被水流冲击造成摇摆导致测量结果不准。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，以解决上述背景技术中提出的径流小区不能反映真实自然条件下水土流失状况以及监测结果不准的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，包括集水坝、集水沟、监测孔、水位计、三角堰板、沉砂池、排水管、滤网、分流池、分流管、集流池，所述集水坝与集水沟连接，所述集水沟沟壁上预留有监测孔，所述监测孔中放置有水位计，所述集水沟出口处安装有三角堰板，所述集水沟与沉砂池连通，所述沉砂池底部安装有排水管，所述排水管入口处安装有滤网，所述沉砂池与分流池连通，所述分流池底部和顶部分别安装有排水管和分流管，所述分流池与集流池通过分流管连通，所述集流池底部安装有排水管。

进一步的，所述监测孔直径大于水位计直径1-2cm。

进一步的，所述三角堰板采用不锈钢板制作而成。

进一步的，所述排水管和分流管采用PVC管制作而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

通过在山谷位置建设集水坝，可以汇集岩溶小流域自然条件下产生的径流和泥沙，与传统水土流失监测方法相比，监测范围更大，更能反映真实自然条件下水土流失状况；通过设置监测孔，可以避免水位计被水流冲击发生摇摆导致测量结果不准；通过设置沉砂池，可以沉淀大部分泥沙，减少进入集流池的泥沙量，避免分流管被堵塞；通过设置分流池和分流管，只让小部分径流和泥沙进入集水池，可以避免过大的集水池和清理泥沙工作量。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1的A-A向剖面图；

图3是图1的B-B向剖视图；

图4是图1的C-C向剖视图；

图中：1、集水坝；2、集水沟；3、监测孔；31、水位计；4、三角堰板；5、沉砂池；6、排水管；61、滤网；7、分流池；8、分流管；9、集流池。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，包括集水坝1、集水沟2、监测孔3、水位计31、三角堰板4、沉砂池5、排水管6、分流池7、分流管8、集流池9，所述集水坝1与集水沟2连接，所述集水沟2沟壁上预留有监测孔3，所述监测孔3中放置有水位计31，所述集水沟2出口处安装有三角堰板4，所述集水沟2与沉砂池5连通，所述沉砂池5底部安装有排水管6，所述排水管6入口处安装有滤网61，所述沉砂池5与分流池7连通，所述分流池7底部和顶部分别安装有排水管6和分流管8，所述分流池7与集流池9通过分流管8连通，所述集流池9底部安装有排水管6。

进一步的，监测孔3直径大于水位计31直径1-2cm，三角堰板4采用不锈钢板制作而成，排水管6和分流管8采用PVC管制作而成。

采用本实用新型监测自然条件下岩溶小流域水土流失的监测方法，包括如下步骤：

(1)在生态修复工程实施区域寻找合适山谷位置建设水土流失监测系统，集水坝1长度和角度根据现场实际情况确定，以能拦住上游流下来的径流为基本原则；

(2)在地形图上圈定集水坝1汇水范围，即监测的岩溶小流域范围，计算其面积S；

(3)将水位计31监测频率设置为1次/15分钟，然后投放在监测孔3底部，定期导出水位计31记录的水位数据；

(4)通过下述公式(1)计算出通过三角堰板4的径流量Q：

Q＝∑0.014*(h_i-Δh)^5/2 (1)

其中，h_i表示水位计31记录的第i条水位数据，单位为cm；Δh表示三角堰板4底部至沉砂池5底部的垂直距离，单位为cm；径流量Q单位为L/s；

(5)每当集流池9中水位接近分流管8时，打开排水管6，排干沉砂池5、分流池7和集流池9中的水，分别把沉砂池5、分流池7和集流池9中沉积的泥沙全部取出并晾干称重，清理完泥沙后关上排水管6进行下一次监测；

(6)按下述公式(2)计算出小流域一个水文年内土壤侵蚀模数A：

A＝(∑W1_i+∑W2_i+∑W3_i*(n-1))/S (2)

其中，W1_i、W2_i、W3_i分别表示一个水文年内沉砂池5、分流池7和集流池9第i次清理的泥沙量，单位为t；n表示分流管8数量；S表示监测的岩溶小流域面积，单位为km²；土壤侵蚀模数A单位为t/(km²·a)。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，包括集水坝(1)、集水沟(2)、监测孔(3)、水位计(31)、三角堰板(4)、沉砂池(5)、排水管(6)、分流池(7)、分流管(8)、集流池(9)，其特征在于，所述集水坝(1)与集水沟(2)连接，所述集水沟(2)沟壁上预留有监测孔(3)，所述监测孔(3)中放置有水位计(31)，所述集水沟(2)出口处安装有三角堰板(4)，所述集水沟(2)与沉砂池(5)连通，所述沉砂池(5)底部安装有排水管(6)，所述排水管(6)入口处安装有滤网(61)，所述沉砂池(5)与分流池(7)连通，所述分流池(7)底部和顶部分别安装有排水管(6)和分流管(8)，所述分流池(7)与集流池(9)通过分流管(8)连通，所述集流池(9)底部安装有排水管(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，其特征在于，所述监测孔(3)直径大于水位计(31)直径1-2cm。

3.根据权利要求1所述的一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，其特征在于，所述三角堰板(4)采用不锈钢板制作而成。

4.根据权利要求1所述的一种基于自然的岩溶小流域水土流失监测系统，其特征在于，所述排水管(6)和分流管(8)采用PVC管制作而成。

Images