一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法技术

本发明专利技术公开了一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，该方法步骤包括：样点布置与选取、样方大小和数量设置、地下孔(裂)隙形态特征采集方法和指标、土壤样品采集方法、地下孔(裂)隙土壤采集方法、地下孔(裂)隙中土壤样品采集顺序。本发明专利技术利用价格实惠、操作简单的地质罗盘仪、水准尺、5m卷尺、环刀等工具，采集喀斯特地下孔(裂)隙形态特征及其土壤样品。该采集方法具有可控性和可操作性、全面可靠、实际应用价值高等优势，同时本发明专利技术能够弥补当前关于喀斯特地下孔(裂)隙形态特征与土壤样品采集不对称的问题。本发明专利技术能够为喀斯特地区水土流失和地下孔(裂)隙土壤赋存特征等研究起重要推动作用。

【技术实现步骤摘要】
一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法
本专利技术属于水土保持和土壤学领域，具体地涉及一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，专用于喀斯特地区地下孔(裂)隙形态特征及其中土壤样品采集。
技术介绍
我国是世界上喀斯特面积分布最广泛的国家，即使不包括埋藏的喀斯特，仅由碳酸盐类岩石出露发育的喀斯特面积就达130万km2，其中以贵州为中心的西南地区仅地表喀斯特出露面积就达51万km2，是全球喀斯特发育强烈、分布也最为集中的地区，是典型的生态环境脆弱区。这些碳酸盐类岩石在溶蚀作用下，极易在地表浅层形成孔隙、裂隙等独特的岩溶地质环境。地下孔(裂)隙的存在使得喀斯特地区存在地表和地下两个方向上的流失，同时地下孔(裂)隙中赋存的土壤能够为植物生长提供立足条件。目前，喀斯特土壤方面的研究已从地表土壤的赋存研究扩展到岩石孔（裂）隙的地下土壤空间，地下孔(裂)隙土壤赋存特征已成为一大研究热点。由于喀斯特地下孔(裂)隙的隐蔽性和复杂性，当前研究学者研究喀斯特地下孔(裂)隙的方法主要是运用钢槽模拟、均匀石块堆砌模拟、野外小流域监测等方法。这些方法均存在共同的缺点是对于喀斯特地下孔(裂)隙形态特征及其中土壤赋存特征认识不足，导致相关的研究均处于基础的模拟阶段，与实际情况存在较大的差异。另外，采集喀斯特地下孔(裂)隙形态特征的方法主要是利用地质雷达或三维激光扫描仪对地下浅层孔裂隙进行探测计算机统计地下孔(裂)隙特征，这两种方法虽能较快的记录坡地地下孔(裂)隙的特征，当都存在对小的孔裂隙识别度差的问题，同时无法采集到对应地下孔(裂)隙内土壤样品，这对喀斯特地区地下水土流失、土壤赋存特征的研究存在较大的限制。因此，准确的认识地下孔(裂)隙形态特征及其土壤赋存特征，对该领域的研究是十分重要。而当前，尚未有一个统一的地下孔(裂)隙形态信息采集及其土壤样品采集的方法。因此，本专利技术运用地质野外调查方法和土壤学知识，通过野外探索自然坡地的地下孔(裂)隙形态特征和土壤样品的采集方法，最终找到喀斯特地下孔(裂)隙及其土壤信息的采集方法。这将会对喀斯特地区水土流失和地下孔(裂)隙土壤赋存特征等研究起重要推动作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，该方法解决了当前喀斯特地区地下孔(裂)隙形态特征采集准确度不足和地下孔(裂)隙形态特征信息与土壤样品不对称的问题，同时，该方法所需的工具主要为地质罗盘仪、5m卷尺、水准尺、环刀，价格低廉，容易获取，具有可控性、全面可靠，实际应用价值高、操作简单等优势。本专利技术的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，包括以下步骤：(1)根据研究内容，在研究区域内以穿越样线法布置样地，通过调查选取已开挖的边坡剖面作为地下孔、裂隙信息采集的样点；(2)每个剖面样地调查三个地下孔、裂隙样方，每个样方为高2.0m×宽1.5m；(3)运用地质调查统计窗法采集开挖剖面地下孔、裂隙的产状、倾角、张开度、迹长、径长和纵长各指标；(4)土壤样品采集选择“表层空间+下层空间”的组合形式，分别采集地表和地下孔、裂隙中的土壤样品，每个深度采集三个土壤样品混合均匀后放入样品袋内，用于后期室内理化性质测定；(5)采集得到的土壤样品称重记录后用自封袋保存，在实验室内测定理化性质。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（3）张开度分别采集地下孔、裂隙最顶端、中间和最低端的张开度。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（4）地表土壤样品采集深度为0~20cm。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（4）地下孔、裂隙土壤采集方法为分为两种：①基岩出露在地表上，则以地表为基准线，分别采集地下孔、裂隙中深度20cm、40cm和60cm处的土壤样品；②基岩埋植在地表土层以下则以岩石最高点为为基准点，分别采集地下孔、裂隙中深度为40cm、60cm和80cm处的土壤样品。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（3）运用地质罗盘仪测定地下孔、裂隙基岩的产状、倾角，用卷尺测定地下孔、裂隙的张开度、迹长、径长和纵长。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（4）土壤样品采集顺序为先采集最底层的土壤样品，然后依次往上采集，以免上层土壤样品对下层土壤样品造成污染。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（4）地下孔、裂隙中土壤样品采集工具为高5.0cm，直径2.0cm，容积15.7cm3的环刀。上述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其中：所述步骤（5）土壤样品理化性质测定采用传统的检测方法。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本专利技术所需试验设备价格低廉，容易获取，同时可采集到对应地下孔(裂)隙的形态特征及其土壤样品，具有良好的可控性和实际应用价值，通过该方法可高效、快速的采集地下孔(裂)隙形态特征及其土壤样品。附图说明图1是本专利技术的技术路线图；图2是本专利技术的剖面样地布置示意图；图3是本专利技术的地下孔(裂)隙形态指标采集方法示意图；图4是本专利技术基岩出露时的地下孔(裂)隙土壤样品采集深度示意图；图5是本专利技术埋藏型基岩的地下孔(裂)隙土壤样品采集深度示意图。图中标记：1、地下孔(裂)隙样方范围；2、张开度；3、倾角；4、径长；5、迹长；6、纵长；7、土壤；8、基岩；9、地表；10、地下孔(裂)隙土壤采样基准线；11、地下孔(裂)隙内土壤采样深度。具体实施方式以下结合附图和较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。参见图1-5，一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，包括以下步骤：(1)根据研究内容，在研究区域内以穿越样线法布置样地，通过调查选取已开挖的边坡剖面作为地下孔、裂隙信息采集的样点；(2)每个剖面样地调查三个地下孔、裂隙样方，每个样方为高2.0m×宽1.5m，见图2；(3)运用地质调查统计窗法采集开挖剖面地下孔、裂隙的产状、倾角、张开度、迹长、径长和纵长各指标，见图3；(4)土壤样品采集选择“表层空间+下层空间”的组合形式，分别采集地表和地下孔、裂隙中的土壤样品，每个深度采集三个土壤样品混合均匀后放入样品袋内，用于后期室内理化性质测定；(5)采集得到的土壤样品称重记录后用自封袋保存，在实验室内测定理化性质。所述步骤（3）运用地质罗盘仪测定地下孔、裂隙基岩的产状、倾角，用卷尺测定地下孔、裂隙的张开度、迹长、径长和纵长。所述步骤（3）张开度分别采集地下孔、裂隙最顶端、中间和最低端的张开度。所述步骤（4）地表土壤样品采集深度为0~20cm。所述步骤（4）地下孔、裂隙土壤采集方法为分为两种：①基岩出露在地表上，则以地表为基准线，分别采集地下孔、裂隙中深度20cm、40cm和60cm处的土壤样品，见图4；②基岩埋植在地表土层以下则以岩石最高点为为基准点，分别采集地下孔、裂隙中深度为40cm、60cm和80cm处的土壤样品，见图5。所述步骤（4）土壤样品采集顺序为先采集最底层的土壤样品，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据研究内容，在研究区域内以穿越样线法布置样地，通过调查选取已开挖的边坡剖面作为地下孔、裂隙信息采集的样点；(2)每个剖面样地调查三个地下孔、裂隙样方，每个样方为高2.0m×宽1.5m；(3)运用地质调查统计窗法采集开挖剖面地下孔、裂隙的产状、倾角、张开度、迹长、径长和纵长各指标；(4)土壤样品采集选择“表层空间+下层空间”的组合形式，分别采集地表和地下孔、裂隙中的土壤样品，每个深度采集三个土壤样品混合均匀后放入样品袋内，用于后期室内理化性质测定；(5)采集得到的土壤样品称重记录后用自封袋保存，在实验室内测定理化性质。

【技术特征摘要】
1.一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据研究内容，在研究区域内以穿越样线法布置样地，通过调查选取已开挖的边坡剖面作为地下孔、裂隙信息采集的样点；(2)每个剖面样地调查三个地下孔、裂隙样方，每个样方为高2.0m×宽1.5m；(3)运用地质调查统计窗法采集开挖剖面地下孔、裂隙的产状、倾角、张开度、迹长、径长和纵长各指标；(4)土壤样品采集选择“表层空间+下层空间”的组合形式，分别采集地表和地下孔、裂隙中的土壤样品，每个深度采集三个土壤样品混合均匀后放入样品袋内，用于后期室内理化性质测定；(5)采集得到的土壤样品称重记录后用自封袋保存，在实验室内测定理化性质。2.如权利要求1所述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其特征在于：所述步骤（3）运用地质罗盘仪测定地下孔、裂隙基岩的产状、倾角，用卷尺测定地下孔、裂隙的张开度、迹长、径长和纵长。3.如权利要求1所述的一种喀斯特地下孔隙、裂隙及土壤信息的采集方法，其特征在于：所述步骤（3）张开度分别采集地下孔、裂隙最顶端、中间和最低端的张开度。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：严友进，戴全厚，王向栋，梅利那，伏文兵，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52