[發明專利]一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法

有效

• 申請號: 201710046164.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106813892B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 鄒學勇;程宏;張春來;亢力強
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 北京瑞成興業知識產權代理事務所(普通合伙)11288
• 代理人: 李慧

1.一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于包括如下步驟：首先，設置土壤風蝕圈，然后，測量風速風向，最后，計算與土壤風蝕量相關的物理參數以及土壤風蝕圈內的土壤風蝕量，具體包括如下步驟：

所述設置土壤風蝕圈包括：

第一步：設置“土壤風蝕圈”；

所述測量風速風向包括：

第二步：在第一步設置的“土壤風蝕圈”中心安裝風速風向測量裝置，在“土壤風蝕圈”內部和邊緣設置收集部件，所述風速風向測量裝置的測風立桿總高度范圍為2.0-10.0米，在測風立桿總高度范圍上按照“下密上稀”的規則分別設置5-10個風速感應器，以及1個高度大于測風立桿高度的風向感應器，風向感應器置于測風立桿頂端，土壤風蝕圈內沿主風向設置多對收集部件，在“土壤風蝕圈”邊緣其它方位分別設置一對收集部件，每對收集部件并列安置、開口方向相反，每對收集部件編號用k和-k表示，以“土壤風蝕圈”中心為分界點，開口朝向“土壤風蝕圈”外側的收集部件用k表示，開口相反的收集部件用-k表示，用于測量土壤風蝕發生時產生的土壤顆粒流量，根據測量的精度要求以及數據量要求確定測量時間，測量時，將每個收集部件內的沙塵倒出，稱取質量，并換算成單位為g/cm²·hr；

第三步：進行風速風向統計；

所述計算與土壤風蝕量相關的物理參數以及土壤風蝕圈內的土壤風蝕量包括：

第四步：進行土壤風蝕物流量修正；

第五步：確定不同風速對土壤風蝕物流量的貢獻；

第六步：計算各風向上土壤風蝕物通量；以及

第七步：計算“土壤風蝕圈”內土壤風蝕量。

2.根據權利要求1的一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于：所述第一步通過在需要測量土壤風蝕量的地塊內設置1個“土壤風蝕圈”實現，“土壤風蝕圈”的設置規格的范圍大于65m×65m，“土壤風蝕圈”直徑大于25m，“土壤風蝕圈”周圍設置為不可蝕區域。

3.根據權利要求2的一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于：所述不可蝕區域根據土壤風蝕圈所在地塊的土地性質不同通過不同的方式形成，對于耕地和草地，主要是通過人工種植草，風蝕季節留茬一定高度形成；對于沙地和流沙地，通過植入草方格這樣的半隱蔽式沙障，并將周邊固定的方式形成；對于戈壁灘和含有沙礫的土地，通過就地取材，采用礫石覆蓋或者化學乳劑固定方式。

4.根據權利要求1的一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于：所述第三步通過如下實現：記錄風速風向數據，根據所述數據按照風向分組，每一個風向為一組，其中靜風不予統計，設置統計時間周期，然后，在多組風向統計數據支持下，計算每個風向不同風速等級的累計時間，所述累計時間單位為小時。

5.根據權利要求1的一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于：所述第四步中對土壤風蝕物流量修正時，首先，在大型風沙環境風洞內，確定與“土壤風蝕圈”相同地表狀態條件下，不同風速時的收集部件的收集效率λ_i，其中i表示第i個風速等級，對收集部件所收集的土壤風蝕物流量進行修正q_(k,-k)＝q₍′_k,-k)/λ_i，式中q_(k,-k)為每個收集部件被修正后的實際土壤風蝕物流量，q′_(k,-k)為每個收集部件測得的土壤風蝕物流量。

6.根據權利要求1的一種土壤風蝕圈內土壤風蝕量的測量方法，其特征在于：所述第五步確定不同風速對土壤風蝕物流量的貢獻是在測量過程中的一段期間內由于出現不同的風速，而需要確定不同風速情況下收集部件測量的土壤風蝕物流量之間的關系，在測量時間足夠長、測得風速等級足夠多的情況下，直接使用測量數據計算各風速等級對土壤風蝕物流量的貢獻，在測量時間較短、測得風速等級不足的情況下，在大型風沙環境風洞內測定不同等級風速下收集部件測量的土壤風蝕物流量，選擇與“土壤風蝕圈”內一定高度一定風速為基準的對應風速，確定實際風速與基準風速下土壤風蝕物通量的比值，利用這些比值估算不同等級風速對土壤風蝕物流量的貢獻，待獲得充足測量數據后，再對此前的數據進行修正，并直接使用測量數據計算各風速等級對土壤風蝕物流量的貢獻。