[發(fā)明專利]一種洞穴體系式的水土漏失監(jiān)測方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610190230.8
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105866377B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉子琦;李淵;熊康寧;呂小溪;李開萍;肖杰;曹洋;董曉超
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州師范大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 商小川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置及方法，屬于石漠化環(huán)境研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

喀斯特石漠化作為制約我國西南地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的首要問題，一直以來備受關(guān)注。隨著石漠化治理工作的逐步推進(jìn)，其環(huán)境監(jiān)測與成效評價成為治理方案中重要的參考重點(diǎn)，如何準(zhǔn)確有效地對其治理效果進(jìn)行監(jiān)測評價，是迫切需要關(guān)注的重點(diǎn)問題。

水土流失是石漠化過程中的關(guān)鍵部分，包括地表及地下兩部分流失，許多傳統(tǒng)的研究方法過多的限于地表環(huán)境，地下漏失研究相對較少，缺少二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測所提供的依據(jù)。地表與地下的雙重監(jiān)測可以系統(tǒng)全面的提供石漠化生態(tài)環(huán)境參考指標(biāo)，喀斯特地區(qū)獨(dú)特的二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)為地下監(jiān)測研究提供了可能。

在地表水土流失監(jiān)測研究中，土壤水作為一種研究基材，是監(jiān)測研究中必不可少的參考重點(diǎn)。但在石漠化較為嚴(yán)重地區(qū)，由于水土流失作用的影響，造成山體坡度較大、土壤貧瘠，且受巖溶作用與風(fēng)化作用的影響，導(dǎo)致石芽、溶溝較為發(fā)育。因此，這種地貌特征給土壤水收集造成較大的困難，傳統(tǒng)的土壤水收集方法并不適用于石漠化較為嚴(yán)重的地區(qū)。

另外，因喀斯特石漠化地區(qū)地表土壤較為貧瘠，基巖裸露率高，巖溶與風(fēng)化作用導(dǎo)致基巖裂隙發(fā)育較多，從而影響了洞穴裂隙發(fā)育，地表土壤(主要是粘土)會隨降水林濾攜帶至洞穴內(nèi)部，造成地表水與土壤漏失至地下洞穴內(nèi)部。因此，洞穴漏失水中會攜帶一定的化學(xué)養(yǎng)分，反映其地表土壤養(yǎng)分及其化學(xué)元素的漏失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種洞穴體系式的水土漏失監(jiān)測方法與裝置，以利于全面研究石漠化地區(qū)水土漏失狀況，為系統(tǒng)研究地表水土流失提供了重要參考，進(jìn)而為石漠化環(huán)境監(jiān)測評價與治理效益評估提供科學(xué)依據(jù)。

為解決上述問題，擬采用這樣一種洞穴體系式的水土漏失監(jiān)測方法，包括如下步驟：

步驟一：示蹤研究，確定洞穴水土漏失點(diǎn)所對應(yīng)的上覆土壤點(diǎn)位置；

步驟二：對地下洞穴水土漏失點(diǎn)所對應(yīng)的上覆土壤點(diǎn)進(jìn)行采集：確定洞穴水土漏失點(diǎn)所對應(yīng)的上覆土壤點(diǎn)后，采集該點(diǎn)剖面的不同深度土壤樣本，同時利用土壤水收集裝置對該土壤點(diǎn)的土壤水進(jìn)行監(jiān)測與取樣；

步驟三：對洞穴水土漏失點(diǎn)的水土漏失進(jìn)行監(jiān)測與采樣：通過水土漏失收集裝置對洞穴水土漏失點(diǎn)滴漏的水和漏失水?dāng)y帶的漏失土進(jìn)行收集和取樣：

步驟四：對所采集水樣與土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析；

步驟五：對所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理：根據(jù)漏失水的物理指標(biāo)確定其漏失量，根據(jù)土壤水與漏失水的化學(xué)指標(biāo)對比分析其化學(xué)元素漏失程度；根據(jù)漏失土的物理指標(biāo)確定其漏失量，根據(jù)土壤與漏失土的化學(xué)指標(biāo)對比分析其地表土壤養(yǎng)分及其化學(xué)元素的漏失程度。

示蹤研究的具體過程為：首先，確定洞內(nèi)漏失監(jiān)測點(diǎn)，將洞穴平面圖與洞穴上覆地表遙感影像疊加(利用GIS技術(shù))，分析其地下洞內(nèi)漏失監(jiān)測點(diǎn)所對應(yīng)的上覆地表土壤點(diǎn)范圍；選擇食鹽(氯化鈉)作為示蹤劑，將食鹽分成若干份，在土壤覆蓋點(diǎn)把表層土壤挖開將食鹽埋設(shè)；在雨季，對洞穴裂隙的漏失水進(jìn)行示蹤研究，監(jiān)測其水體中是否收到上覆土壤點(diǎn)所埋設(shè)的食鹽(氯化鈉)中Na⁺和Cl^-的示蹤信號；通過長期示蹤對比監(jiān)測分析，從而獲得漏失點(diǎn)所對應(yīng)上覆土壤點(diǎn)的具體位置，同時掌握漏失水在巖溶通道中的運(yùn)移時間與路徑；

步驟二中，按季節(jié)采集洞穴水土漏失點(diǎn)對應(yīng)的上覆土壤點(diǎn)剖面不同深度的土壤樣本，自表層垂直向下按5cm一層位各取一個土壤樣品，并放置土壤水收集裝置按月對土壤水收集取樣；

步驟三中，在洞穴中放置水土漏失收集裝置，按月對洞穴水土漏失點(diǎn)的漏失水與漏失土進(jìn)行監(jiān)測與采樣，并測定其水土漏失量；