[發(fā)明專利]一種土壤降雨可蝕性快速測定方法

無效

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• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102353764A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 徐佩;傅斌;王玉寬;嚴坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院水利部成都山地災害與環(huán)境研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于水土保持技術領域，具體涉及野外不同土壤類型降雨可蝕性的快速測定方法。

背景技術

水土流失是世界性的生態(tài)環(huán)境問題。水土流失不僅造成土壤肥力下降，土壤生產(chǎn)力降低，還將泥沙、面源污染區(qū)帶入湖泊、水庫和河流，造成水庫淤積，河床抬高，洪水泛濫和水環(huán)境惡化等一系列生態(tài)環(huán)境問題。

降雨侵蝕是坡面侵蝕的重要原因。土壤的降雨可蝕性表示水蝕過程中土壤對降雨侵蝕作用力(降雨打擊)的敏感性，是定量計算坡面侵蝕的關鍵參數(shù)。然而現(xiàn)有的測定方法多數(shù)都在室內(nèi)進行，測試過程僅考慮雨滴濺蝕作用，未能真正反映降雨侵蝕過程中降雨打擊和徑流搬運的綜合作用，沒有完全體現(xiàn)土壤對降雨侵蝕的敏感性，而且這些實驗方法也不能滿足在野外快速測定降雨可蝕性的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種測定野外降雨可蝕性的方法，具有操作簡便和快速的特點，能快速測定野外不同土壤類型和土地利用方式下降雨可蝕性。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種土壤降雨可蝕性快速測定方法，包括如下步驟：

步驟一、地表處理

劃定實驗區(qū)，范圍至少為：1.5m×1.5m，坡度10°±3°，如實驗區(qū)為坡耕地，則按常規(guī)農(nóng)業(yè)耕作措施翻耕10cm深表土；如實驗區(qū)為林草地，則用平鏟逐層輕輕鏟去植被層、枯枝落葉層和腐殖質(zhì)層，暴露下生土層；實驗區(qū)周邊1m范圍地表處理與小區(qū)內(nèi)相同，在實驗區(qū)下方開挖排水溝；

步驟二、設置微小區(qū)

設置一個不銹鋼材質(zhì)的微小區(qū)，長寬規(guī)格為0.35m×0.35m，微小區(qū)邊框高度10cm，在微小區(qū)的一邊外側(cè)焊接有一個集流槽，集流槽槽口低于微小區(qū)上邊沿0.5cm，集流槽以呈向下傾斜5°的角度與導流管連接；將微小區(qū)布設在實驗區(qū)中心，整體插入土體，邊框高出地表0.5至1cm。

步驟三、水分控制

在開始實驗前利用模擬降雨機進行35mm/h雨強的濕潤降雨，至地表開始產(chǎn)流后即停止降雨，在濕潤降雨停止后3小時開始正式實驗；

步驟四、雨強控制

對模擬降雨機的雨強進行率定，設置實驗雨強I為70mm/h。

步驟五、侵蝕率測定

降雨產(chǎn)流后，每隔2分鐘用量筒收集微小區(qū)徑流量V₁，并用秒表記錄取樣時間T，并將量筒內(nèi)的全部樣品轉(zhuǎn)入空盒重量為W₁的鋁盒中，置入烘箱于105℃溫度下烘干24小時，然后進行稱重，獲得烘干后總重量W₂，通過公式計算侵蝕率D_i；

步驟六、土壤降雨可蝕性計算

采用公式計算土壤降雨可蝕性，其中K_i為降雨可蝕性，單位為10³(g/KJ)·m²，D_i為試驗進行到降雨產(chǎn)流15min后的降雨侵蝕率，單位為g/min，E為降雨動能，單位為KJ/(m²·mm)，降雨動能根據(jù)模擬降雨機的參數(shù)確定。

更進一步的方案是：所述微小區(qū)上的集流槽以向下傾斜5°的角度與導流管連接。

本發(fā)明通過設置一個微小區(qū)，并結(jié)合地表處理、人工模擬降雨等方式，能夠快速有效的收集微小區(qū)內(nèi)的徑流，并進行侵蝕率和降雨可蝕性的計算，可普遍應用于在野外對不同土壤降雨可蝕性的快速測定，整體步驟和方法簡單，設備成本也較低，且測定迅速。

另外，在選擇實驗區(qū)時，要注意坡度的選擇，坡度不能太大，因為太陡會發(fā)生徑流侵蝕，影響測定準確性，并且降雨機不好布置；坡度也不能太小，太小徑流的搬運能力不夠，無法把降雨侵蝕產(chǎn)生的泥沙都搬運出來，測定也不準確。因此，通過多次觀察實驗，選擇10°左右的坡度其測定結(jié)果最為準確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實驗區(qū)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式中的降雨侵蝕過程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的闡述，以幫助對本發(fā)明的理解。本發(fā)明所采用的微小區(qū)容易加工制造，其他簡易設備均可在市場上購買或者簡單加工得到。

實驗地點：云南東川區(qū)，供試土壤：紅壤。

如附圖1所示，一種土壤降雨可蝕性快速測定方法，包括如下步驟：

步驟一、地表處理

劃定實驗區(qū)1，范圍至少為：1.5m×1.5m，坡度10°，實驗區(qū)為坡耕地，則按常規(guī)農(nóng)業(yè)耕作措施翻耕10cm深表土；實驗區(qū)周邊1m范圍地表處理與小區(qū)內(nèi)相同，在實驗區(qū)下方開挖排水溝；

步驟二、設置微小區(qū)