[發明專利]一種土壤橫向侵蝕質量測量方法

有效

• 申請號: 202010312021.2
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111595708B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 謝鵬;王恒
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N5/04;G01N1/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓;曹萬菊

本發明公開了一種土壤橫向侵蝕質量測量方法，包括：通過采樣管采集土壤樣品；將采樣管中的土壤樣品轉移至樣品管中，樣品管的底部設有底部開口且樣品管的側壁設有與底部開口連通的側部開口；布設土壤橫向侵蝕質量測量裝置，并將樣品管置于土壤橫向侵蝕質量測量裝置中，樣品管下方設有壓力傳感器；通過土壤橫向侵蝕質量測量裝置對樣品管中的土壤樣品進行波浪測試，并通過壓力傳感器實時采集波浪測試期間的連續壓力信息；根據連續壓力信息計算土壤樣品的土壤橫向侵蝕速率。采用本發明，可實現濱海濕地和水庫區在波浪作用下土壤橫向侵蝕速率的準確量化。

技術領域

本發明涉及生態工程技術領域，尤其涉及一種土壤橫向侵蝕質量測量方法。

背景技術

在波浪等強水動力因素作用下，濱海濕地前緣以及水庫湖泊消落帶形成臺階狀陡坎地貌。隨著動力因素持續作用或增強，陡坎基部沉積物會發生淘蝕甚至崩塌，從而引起植被前緣整體蝕退，威脅海岸帶和內陸水域的安全。沉積物侵蝕意味著植被面積的減少和生態服務功能的損失。濱海濕地成熟植被帶具有消浪減波，維持生物多樣性等重要生態服務功能。水庫消落帶的穩固對于維護水庫運行安全有重要意義。因此，沉積物在波浪沖刷下的穩定性，對于濱海濱湖生態系統的安全和棲息地的維持發揮不可替代的作用。近年來在江蘇的鹽沼海岸，福建廈門和廣東湛江的紅樹林海岸以及三峽庫區消落帶岸坡均有波浪沖刷導致的強烈侵蝕現象，對濱海濕地的生物多樣性和生態服務功能及其水庫運行安全產生了負面影響和一定的威脅。因此波浪引起的沉積物侵蝕過程和內在機制研究，對于濱海濕地和水庫安全具有重要的理論和實際意義。

在該背景下，為探究土壤對波浪沖刷的耐受程度，準確量化波致土壤侵蝕速率是亟待解決的技術問題。由于野外波浪條件下土壤侵蝕過程影響因素較多，其耦合作用復雜，因此需要采用室內控制實驗(波浪水槽)進行測量。現有的波浪水槽實驗測量土壤侵蝕速率時，波、流作用下土壤垂向侵蝕測量通常采用測量近底床臨界流速和侵蝕深度等方法，該方法僅適用于檢測侵蝕面為低坡度斜面的光灘，無法適用于坡度接近垂直的鹽澤(沼澤)前緣地，即現有技術中并不存在波致土壤豎直表面橫向侵蝕速率的測量方法。

綜上所述，設計一種土壤橫向侵蝕質量測量方法，對實現濱海濕地和水庫區波致土壤侵蝕研究，減緩岸坡侵蝕具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種土壤橫向侵蝕質量測量方法，可實現濱海濕地和水庫區在波浪作用下土壤橫向侵蝕速率的準確量化。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種土壤橫向侵蝕質量測量方法，包括：通過采樣管采集土壤樣品；將所述采樣管中的土壤樣品轉移至樣品管中，所述樣品管的底部設有底部開口且所述樣品管的側壁設有與所述底部開口連通的側部開口；布設土壤橫向侵蝕質量測量裝置，并將所述樣品管置于所述土壤橫向侵蝕質量測量裝置中，所述樣品管下方設有壓力傳感器；通過所述土壤橫向侵蝕質量測量裝置對所述樣品管中的土壤樣品進行波浪測試，并通過所述壓力傳感器實時采集波浪測試期間的連續壓力信息；根據所述連續壓力信息計算土壤樣品的土壤橫向侵蝕速率。

作為上述方案的改進，所述通過采樣管采集土壤樣品的步驟包括：避開喬木主根位置，將所述采樣管豎直立于土壤表面；敲擊所述采樣管，使所述采樣管保持豎直嵌入土壤中；當所述采樣管嵌入土壤中的深度大于預設深度時，挖除所述采樣管周圍的土壤，取出所述采樣管及所述采樣管中容納的土壤樣品。

作為上述方案的改進，敲擊所述采樣管時，在所述采樣管頂部放置一塊水平板，通過敲擊所述水平板以使所述采樣管保持豎直嵌入土壤。

作為上述方案的改進，所述將采樣管中的土壤樣品轉移至樣品管中的步驟包括：將所述樣品管豎直嵌入所述采樣管的土壤樣品中且嵌入深度大于預設深度，所述樣品管的內徑小于所述采樣管的內徑；將所述采樣管及樣品管置于圓柱臺上，敲擊所述采樣管以使所述采樣管與所述采樣管中容納的土壤樣品發生相對運動直至分離，所述圓柱的直徑小于所述采樣管的內徑；截取所述樣品管中深度為預設深度的土壤樣品，使樣品管的底部開口及側部開口處形成侵蝕平面。