[發明專利]生態護坡土壤水分代表性監測點的確定方法及系統

在審

• 申請號: 202211585408.0
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115902163A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 周鑫隆;夏鳳皖;付達順;肖衡林;馬強;陶高梁;李麗華;黃少平;劉一鳴;孫銳;孟鴻儒
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

本發明提供生態護坡土壤水分代表性監測點的確定方法及系統，方法包括：步驟1，對生態修復邊坡區域劃分網格，在不同網格位置分別布設邊坡土壤水分監測點，開展土壤水分監測實驗；步驟2，在實驗期內通過監測點對生態修復邊坡區域土壤水分進行周期性監測，收集各位置、各深度土壤水分含量數據，得到生態修復邊坡區域土壤水分時空分分布變化數據；步驟3，計算不同監測點土壤水分平均相對差分值，及其平均值、標準差；步驟4，基于生態修復邊坡區域土壤水分平均相對差分計算結果，計算不同監測點的土壤水分時間穩定性指數；步驟5，基于時間穩定性指數計算結果，評價不同監測點土壤水分時間穩定性特征，篩選生態修復邊坡區域土壤水分代表性監測點。

技術領域

本發明屬于環境巖土工程領域，具體涉及生態護坡土壤水分代表性監測點的確定方法及系統。

背景技術

土壤水分的運移不僅影響著植物的生長，對土壤中養分、鹽分的運移也有影響。其中，土壤水分對于環境巖土和邊坡的影響更為直接，它充當著極其重要的作用。土壤水分不僅影響植物的生長、發育，同時也影響土壤的形成，對土壤的礦質化過程、植物的養分供應以及邊坡長期穩定性等都有很大意義，對生態護坡和生態環境保護有很大的影響。對于生態護坡土壤水分的測定，如何確定代表性測點的位置是生態護坡土壤水分測定的關鍵。一個點要作為整個區域的代表性點，該點的位置要可以以點蓋面，并且能反映出土體整體的土壤平均含水率變化特征。然而，土壤中水分的測定具有一定的局限性。第一，當土質不均勻時會影響數據的準確性，使得所測量土壤水分代表性不足夠高，難度較大。第二，測量時間久，監控土壤水分含水率周期長。第三，投入測量的工具多樣，成本高，操作繁瑣，效益差。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供生態護坡土壤水分代表性監測點的確定方法及系統，基于水分監測數據，得到不同深度土壤水分時間穩定性特征，從而獲得生態修復邊坡土壤水分代表性監測點，通過代表性點位的估算，以點蓋面，節約成本，為合理布設土壤水分監測點、生態護坡水文特性預測提供技術支持。

為了實現以上目的，本發明采用了以下方案：

方法

本發明提供生態護坡土壤水分代表性監測點的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對生態修復邊坡區域劃分網格，在不同網格位置分別布設邊坡土壤水分監測點，開展土壤水分監測實驗；

步驟1.1：確定進行生態修復邊坡的土壤水分監測區域具體范圍；

步驟1.2：以斜邊坡與地面交接點為原點，以L_x為水平步長，以L_y為垂直步長，分別沿水平向與垂直向對生態修復邊坡區域劃分網格；

步驟1.3：以水平向、垂直向網格線交點所在位置作為實驗期土壤水分監測點；

步驟1.4：以坡面為基準，沿深度范圍將邊坡剖面劃為分S個土層，用于同時監測深度范圍內生態修復區域邊坡土壤水分變化；

步驟2，在實驗期內通過監測點對生態修復邊坡區域土壤水分進行周期性監測，收集各位置、各深度土壤水分含量數據，得到生態修復邊坡區域土壤水分時空分分布變化數據；

步驟2.1：對生態修復邊坡區域土壤水分監測點進行水分監測，每d天測定1次，共測M次；

步驟2.2：按照步驟2.1的測定條件，在測定時間范圍內，獲取各監測點的土壤含水率；

步驟2.3：將每個監測點M次的土壤含水率求平均，用平均值代表該監測點的土壤含水率用于后續步驟；

步驟3，基于生態修復邊坡區域土壤水分時空分分布變化數據，計算不同監測點土壤水分平均相對差分值，及其平均值(相對差分平均值)、標準差；

平均相對差分δ_i,j按式(3-1)計算：