[發(fā)明專利]石漠化邊坡水土流失的現(xiàn)場綜合監(jiān)測和評價方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211292558.2
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115584713A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高山;周成;歐鷗;韋宇輝;陳群;李旭;羅祺;劉家慶;何廷全;奉文明;鄭克西;楊浪;馬萬榮;羅炬;朱訓(xùn)洪;周澤昶;楊禮明;陳曉明;王琛;付濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西新發(fā)展交通集團有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;E02D33/00;E04H17/14;G06Q10/06
• 代理公司: 成都海成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51357
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了石漠化邊坡水土流失的現(xiàn)場綜合監(jiān)測和評價方法，包括規(guī)劃試驗小區(qū)，搭建裝配式隔擋結(jié)構(gòu)；在試驗小區(qū)坡面找平鋪設(shè)水土流失觀測用的物源黏性土；沿試驗小區(qū)坡底部的邊界開挖橫向觀測溝，搭建多級分層收集管槽；將具有一定強度的真空膜鋪設(shè)在試驗小區(qū)水土流失后的石漠化邊坡表面，在真空膜上平鋪黏性土物源至試驗前設(shè)定的厚度，然后將真空膜慢慢卷起，得到石漠化邊坡上總的土壤流失量，結(jié)合實測到的坡面徑流和壤中流中的土壤流失量，得到石漠化邊坡的土壤地下漏失量。本發(fā)明還給出了綜合評價石漠化邊坡水土流失的方法。本發(fā)明為石漠化邊坡水土地表流失和地下漏失復(fù)雜時空效應(yīng)提供一種快速、簡捷、準(zhǔn)確、實用的現(xiàn)場監(jiān)測和評價方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石漠化邊坡水土流失的觀測和評價領(lǐng)域，具體涉及石漠化邊坡水土流失的現(xiàn)場綜合監(jiān)測和評價方法。

背景技術(shù)

石漠化邊坡地區(qū)或生態(tài)環(huán)境退化過程的地區(qū)均存在著地表和地下水土流失雙重情況，會產(chǎn)生一系列特殊復(fù)雜的水土地表流失和地下漏失等嚴(yán)重問題。目前，石漠化及生態(tài)環(huán)境退化過程中復(fù)雜的水土流失問題依然制約著石漠化地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。一方面，影響石漠化邊坡水土流失的主要因素和評價指標(biāo)復(fù)雜而眾多，例如石漠化面積、石漠化程度、基巖裸露率、巖溶地貌、地下孔隙度、地形起伏度、微地形、坡長、坡度、巖性組合、表層巖溶帶上土壤質(zhì)地、土壤大孔隙形態(tài)（出露型、淺埋型、深埋型）、土層厚度、邊坡的下墊面、植被類型、植被覆蓋度、降雨強度、降雨歷時、降雨量、降雨侵蝕力、水源涵養(yǎng)措施、水土保持措施、生物多樣性維護措施、土壤允許流失量、地表的土壤允許侵蝕量等。另一方面，石漠化邊坡的水土流失具有復(fù)雜的時空效應(yīng)，目前關(guān)于石漠化邊坡現(xiàn)場立體化綜合監(jiān)測方面，還沒有高效實用的方法，有的觀測指標(biāo)幾乎還是空白。并且，石漠化邊坡的水土流失不僅有坡面徑流、壤中流，還有喀斯特地區(qū)獨特巖溶的地下滲流（漏）。開展石漠化邊坡水土流失的現(xiàn)場的立體化綜合觀測，是進(jìn)行復(fù)雜水土流失的成因、特點、影響因素、評價方法以及生態(tài)防護技術(shù)研究的重要基礎(chǔ)，所獲數(shù)據(jù)成果比模型試驗的模擬結(jié)果更有科學(xué)性和說服力。

在關(guān)于石漠化邊坡特殊的水土流失的綜合評價方法和指標(biāo)研究方面，現(xiàn)有技術(shù)的科學(xué)性和有效性仍然有待提高。例如，依據(jù)我國現(xiàn)行的《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007），如果僅以年平均土壤侵蝕模數(shù)作為判斷石漠化邊坡土壤侵蝕強度的唯一標(biāo)準(zhǔn)，顯然是不全面、不合理的，容易低估當(dāng)?shù)赝寥狼治g程度的嚴(yán)重性。《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（SL461-2009）在原有土壤侵蝕模數(shù)的單一標(biāo)準(zhǔn)上綜合考慮了碳酸鹽巖成土速率、巖性組合、保持土壤肥力可持續(xù)的容許流失量等因素，使我國喀斯特地區(qū)土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性有所提高。石漠化邊坡水土流失的評價方法應(yīng)用最為廣泛的是修訂通用土壤流失方程，即RUSLE模型，可以用來評價石漠化地區(qū)水土流失的敏感性。該模型方法所采用的評價指標(biāo)包括降雨和徑流侵蝕性因子、土壤可蝕性因子、坡長因子、坡度因子、植被覆蓋管理因子、水土保持措施因子，根據(jù)實際觀測資料，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計，估算坡面侵蝕量或年平均土壤流失量。參照RUSLE模型，還有人引入無量綱的淺溝侵蝕影響因子、生物措施因子、工程措施因子、耕作措施因子等，同時改進(jìn)地形因子算法，進(jìn)一步建立了CSLE模型，用于我國的水土流失評價。但是因為喀斯特地區(qū)獨特的地下漏失機制，這些模型在評估喀斯特地區(qū)，特別是地下漏失嚴(yán)重的石漠化邊坡的土壤侵蝕量時，仍有一定的誤差，需要修正與改進(jìn)。

另外一種水土流失評價方法即物理過程預(yù)報模型，以侵蝕產(chǎn)沙的基本物理過程為基礎(chǔ)，利用水力學(xué)、泥沙動力學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的基本原理，概化復(fù)雜的侵蝕產(chǎn)沙現(xiàn)象，并用實際觀測資料來建立數(shù)學(xué)模型及獲取參數(shù)，例如WEPP模型、GUEST模型以及EUROSEM模型等。對于黃土地區(qū)、紅壤丘陵區(qū)、東北黑土區(qū)、西南紫色土區(qū)等地都有著良好的適用性，但對于土壤總量較少并且水土流失過程較為復(fù)雜，極端情況下地表幾乎無土層覆蓋的石漠化地區(qū)，該物理過程預(yù)報模型的水土流失評價方法得到的土壤侵蝕量極低，加上實測數(shù)據(jù)的獲取、參數(shù)的選取都較為困難，無法準(zhǔn)確反映石漠化邊坡的水土流失現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容