[發明專利]一種地埂水土流失監測裝置

無效

• 申請號: 201410342208.1
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104155151A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 張興義;王禹宸;孫濤;宋春雨;陳強;李浩;陳帥
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G01N1/20
• 分類號: G01N1/20;G01N33/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種水土流失監測裝置。

背景技術

水土流失是世界上的主要災害之一，它破壞土地資源，造成生產力衰退和淤積；消耗有限水資源，形成干旱、洪澇等災害，引起生態環境惡化，嚴重威脅著人類的生存和發展，成為各國普遍關注的問題。無論是發展中國家還是發達國家都不同程度地存在水土流失這一問題，且有向繼續惡化的方向發展的趨勢。據聯合國糧農組織估算，全球發生水土流失的土地面積高達2500萬km²，占陸地總面積的16.7％，每年流失土壤260億噸。我國水土流失面積為356萬km²，占國土面積的三分之一。水土流失已成為造成土地退化的最主要原因之一，嚴重威脅著寶貴的表土資源和社會的可持續發展。

當前世界各國都在探討水土流失治理措施，已形成了一整套行之有效的水土保持技術，并在水土流失嚴重區推廣應用。嚴重的水土流失主要發生在已墾的坡耕地，以美國為代表的美洲國家主要采取免耕地表覆蓋和間隔修筑地埂來防治水土流失。而以我國為代表的人口多土地相對少的國家主要采取修筑梯田的方式來防治水土流失，在我國的商品糧最大產區東北黑土區，坡耕地坡緩坡長，坡耕地的水土流失治理主要采用梯田、地埂植物帶和改壟等工程措施，縮短坡面地表徑流坡長，復平壟向坡度，層層攔截地表徑流；延長徑流行走路程，增加入滲時間，其主要目標是通過減少地表徑流和延長徑流地表流動時間來降低土壤流失，增加土壤水分，實現水土保持的目的，現已形成了一整套行之有效的適用于東北黑土區坡耕地水土保持的技術與模式，并納入了2009年水利部頒布的《黑土區水土流失綜合防治技術標準》(SL446—2009)。

東北主要由松嫩、三江和遼河三大平原以及長白山、大興安嶺和小興安嶺三大山脈組成，耕地主要集中在三大平原，除松嫩平原中北部漫川漫崗黑土區多為7度以下的坡耕地外，其他平原區域耕地較為平緩，主要采用梯田、地埂植物帶和改壟等工程措施以及壟向區田、壟溝深松等水土保持耕作措施防治水土流失。新中國成立后，森林過度砍伐，三大山脈原始森林砍伐殆盡，低山丘陵區開墾了大量農田，絕大部分農田為坡耕地，其特點是坡度在5°～15°居多，土層薄，多在10cm～30cm，下層為風化石或礫石，水土流失更為嚴重，溝壑密度大，土壤侵蝕強度高，經常發生山洪，有的地方甚至出現泥石流。這些山區居住著地方農民和森工系統的林場，當前國家實施了天保工程，全面禁伐，種植農作物已成為他們的主要生活來源，一方面土地越種越瘦，部分已不能耕種；另一方面當地居民難以找到其他生存出路；此外國家糧食安全不容樂觀，難以將這部分耕地退出還林還草。以黑龍江省穆棱市為代表探索出一種因山地土層薄難以修筑梯田替代技術，在復合式植物帶的基礎上，自主創新研發了雙埂帶水土保持技術，兼顧了保水保土和適當排水，有效地控制了山坡農田的水土流失，為東北黑土區低山丘陵區水土流失綜合治理提供了有效模式。

綜上所述，我國的水土保持技術較為成熟，坡耕地水土保持措施主要有修筑梯田和地埂植物帶，雖修筑地埂占地5％～20％，但保水保土效果顯著，有效地遏止了水土流失，實現坡耕地可持續利用。然而由于受觀測設備的限制，水土流失監測和水土保持效益評價仍滯后，尤其是尚無用于地埂上的水土流失監測設備，嚴重制約著水土保持生態建設的科學發展。縱觀國內外水土流失監測設備和方法主要可歸納為以下幾個方面：

一是坡面標準徑流小區水土流失監測。主要采用美國創建的標準徑流小區(Olson和Wischmeier，1963)，小區長22.13m，寬5m，坡度9％，小區下設徑流收集口，連接分流桶和集流桶，人工觀測每次降雨后的徑流總量和土壤流失總量，目前我國約有500個這樣的面標準徑流小區水土流失觀測場，監測設備為分流桶和集流桶，方法為人工觀測。

二是坡面自然小區的水土流失監測。野外自然坡面水土流失監測是獲取最真實數據的重要手段，近些年發展較快，有德國UGT水土流失觀測裝置，分段式可移動徑流觀測裝置(Divider?collector，Cruse，2001)，我國自主創新研發的一種可移動徑流觀測裝置(專利號：ZL200610163240.9，ZL201010594588.x，ZL201110255659.x)，在全國主要生態類型區坡面水土流失監測逐漸推廣應用。