一种野外简易土壤径流观测小区制造技术

本发明专利技术提供了一种野外简易土壤径流观测小区，涉及环境监测装置技术领域，主要目的是解决传统的观测小区造价高、修复难的技术问题。该野外简易土壤径流观测小区包括至少一个由边梗和沟槽隔离出的观测单元，边梗包括围护塑料布，围护塑料布与沟槽共同作用将观测单元与其他土体隔开；观测单元包括上表面倾斜的坡面土壤基体、引流装置和收集装置，坡面土壤基体从上到下依次设置有地表径流层和壤中流层；引流装置包括地表径流引流装置和壤中流引流装置；收集装置位于观测单元倾斜向下的一侧，包括第一收集装置和第二收集装置，其中第一收集装置主要用于收集经地表径流引流装置流出的物料，第二收集装置主要用于收集经壤中流引流装置流出的物料。

A Simple Field Soil Runoff Observation Area

【技术实现步骤摘要】
一种野外简易土壤径流观测小区
本专利技术涉及水土流失监控
，尤其是涉及一种野外简易土壤径流观测小区。
技术介绍
坡面水土流失是水土保持监测和研究的重要内容，径流小区是观测坡面水土流失量的常用方法，是坡面尺度上研究水土流失规律和机理，评价水土保持措施效益的主要手段。中小尺度的径流小区面积较小，因为其对应的地形地貌、土壤特性、植被情况等更易于掌握，因此常用于土壤侵蚀领域的控制测试。径流小区一般包括保护带、护埂、护埂围成的小区、承水槽、导流管、量水设施、排水系统等部分，常见的径流小区规格为5m×10m、2m×5m、10m×20m、20m×40m、10m×40m等多种规格。目前，野外的径流观测小区常采用水泥板、金属板、混凝土或砌砖砂浆、PVC板等材料进行设置。其存在的局限性有：(1)目前很多实际观测小区多为临时性观测小区，观测时间较短，用这些材料修建径流小区不但工程造价较高，而且不可重复利用，造成资源浪费；(2)在偏远地区，交通不便捷施工难度大，且径流小区受当地人为破坏严重，维护工作较繁琐，一旦破坏，修复成本也较高；(3)用这些材料建造的径流小区，护埂较厚，还需要要专业人员进行作业，对土体扰动较大，容易破坏原地貌，且难以恢复。因此，急需一种成本低，便于野外观测土壤径流的水土流失监测装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种野外简易土壤径流观测小区，以解决现有技术中存在的观测小区建造成本高、对土体扰动大、难以修复的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(简易、便于野外携带、建设成本低、可重复利用、破坏易恢复等)详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了一种野外简易土壤径流观测小区，包括至少一个由边梗和沟槽隔离出的观测单元，所述边梗包括围护塑料布，所述围护塑料布与沟槽共同作用将观测单元与其他土体隔开；所述观测单元至少包括坡面土壤基体、引流装置和收集装置，所述坡面土壤基体的上表面从边埂宽边至沟槽逐渐向下倾斜设置，所述坡面土壤基体从上到下依次设置有地表径流层和壤中流层，待测物料经所述引流装置流入所述收集装置内；所述地表径流层为坡面土壤基体的自然坡面；所述壤中流层为坡面土壤基体内的自然土体；所述引流装置包括地表径流引流装置和壤中流引流装置，所述地表径流层、所述地表径流引流装置、所述壤中流层和所述壤中流引流装置从上至下依次设置；所述收集装置位于观测单元倾斜向下的一侧，包括第一收集装置和第二收集装置，其中所述第一收集装置主要用于收集经所述地表径流引流装置流出的物料，所述第二收集装置主要用于收集经所述壤中流引流装置流出的物料。通过由围护塑料布构成的边梗，可以将待观测的土壤基体从整个环境中隔离开，另外，还可以通过在该观测单元放置收集装置的一端挖沟的方式放置收集装置；坡面土壤基体的自然坡面为地表径流层，用于观测自然坡面的地表径流，坡面土壤基体内的自然土体为壤中流层，用于观测自然土体的壤中流；通过在两个不同的土壤层中分别设置引流装置便于快速的收集所需的实验物料。在上述技术方案中，优选的，所述壤中流层靠近所述第二收集装置一侧的垂直剖面上设置有固定装置，所述固定装置用于固定所述壤中流层，避免土体坍塌并随物料流入所述第二收集装置内；所述固定装置的下端位于所述壤中流引流装置上方且与所述壤中流引流装置间存在供待测物料流出的缝隙。该固定装置包括固定塑料布和铁条，其中铁条用于将塑料布固定在土体上。该固定塑料布为双层结构，其宽度与土体剖面相当，长度与观测单元的宽度相当，从而防止壤中流侧漏到承水槽外部；所使用的铁条厚度约为2mm，铁条的长度大于所放承水槽平台的长度，该铁条能够方便的将双层塑料布固定在壤中流土体剖面上，从而保证降雨入渗过程中剖面土壤的稳定性，防止土体坍塌。在上述技术方案中，优选的，所述第一收集装置和所述第二收集装置均由承水槽、导流管和集流桶组成；所述承水槽位于所述坡面土壤基体倾斜向下一侧下方；所述引流装置一端与所述坡面土壤基体固定连接，另一端与所述承水槽搭接，所述承水槽通过所述导流管与所述集流桶相连，经所述引流装置流入所述承水槽内的物料经所述导流管流入所述集流桶内。第一收集装置和第二收集装置结构相同，位置不同，均由承水槽、导流管和集流桶组成。在上述技术方案中，优选的，所述承水槽为半圆柱形，其一端封闭，另一端与导流管相连；所述集流桶位于所述承水槽与导流管相连的一侧且所述集流桶的顶面高度不高于所述承水槽的底面高度。在上述技术方案中，优选的，所述承水槽通过插设在土体中的L形件固定设置。承水槽的一侧通过自然土体固定，另外一侧通过插入土体内的L形件固定，因此承水槽能够稳定的放置在土体结构上，不会出现晃动和倾斜，不影响对待测物料的收集。在上述技术方案中，优选的，所述第一收集装置还包括分流桶，所述分流桶与所述集流桶相连。当雨势过大时，可以将集流桶内过多的实验物料分流至分流桶内，防止出现因集流桶的容量过小影响实验效果的情况出现。在上述技术方案中，优选的，所述承水槽与导流管相连一侧的高度低于另一侧高度。设置承水槽两端的高度不一致，有助于承水槽内的水流出，避免水积存在承水槽内，影响实验结果。在上述技术方案中，优选的，所述引流装置一端插入所述坡面土壤基体内且插入深度不大于4cm，另一端搭接在所述承水槽内。引流装置为引流塑料布，其一端通过插入土体内从而固定起来，另一端弯曲并搭在承水槽上，从而使待测物料经引流装置流至承水槽内，并经导流管流至集流桶内。在上述技术方案中，优选的，所述引流装置为柔性板状结构且其位于所述承水槽内一端自然弯曲，其末端超过所述承水槽的中线。因为引流装置为柔性结构，因此不会出现水流经引流装置流下时外溅或者直接流到承水槽外部的情况。在上述技术方案中，优选的，还包括一固定铁条，该固定铁条位于引流装置插入土体内一端的上方，用于固定所述引流装置。通过该固定铁条可以将引流塑料布牢固的固定在土体内，避免引流塑料布出现因质量过轻被水流冲击出现位移的情况，从而也能避免因引流塑料布位移影响观测结果。在上述技术方案中，优选的，所述边梗包括钢钎、铁丝和围护塑料布，其中所述钢钎的数量为四个，四个所述钢钎沿长方形的四个角分别插设，所述铁丝沿所述钢钎绕设在所述观测单元周侧，所述围护塑料布沿所述铁丝对折设置从而围护在所述小区的上方和侧部，所述围护塑料布埋入土体中的深度即为待测的所述壤中流层的深度。钢钎和铁丝用于固定塑料布的位置和形状，从而便于固定该观测单元的具体形状和位置，也方便安装铺设围护塑料布。相比于现有技术，本专利技术提供了一种野外简易土壤径流观测小区，该小区包括至少一个由边梗围成的观测单元，在观测单元内依次布设地表径流层和壤中流层，并用不同的集流桶分别对壤中流和地表径流进行实时收集，其结构简单，易操作，可快速得到所需的观测数据。该边埂所用的材料为不锈钢钢钎、塑料布和铁丝，上述材料具有重量轻，携带方便，易采购，安装简便，成本低等优点；另外，通过上述材料建造的观测单元所动用的土方量少，对小区附近植被、地形、地貌等的干扰也较小；通过引流塑料布、PVC承水槽、塑料管和集流桶来代替传统小区中所使用的由混凝土等制造而成的水流收集装置相比，具有安装简便、易操作、施工速度快、破坏后容易快速恢复的优点，大大降低了维护成本和建造成本，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种野外简易土壤径流观测小区，其特征在于，包括至少一个由边梗和沟槽隔离出的观测单元，所述边梗包括围护塑料布，所述围护塑料布与沟槽共同作用将观测单元与其他土体隔开；所述观测单元至少包括坡面土壤基体、引流装置和收集装置，所述坡面土壤基体的上表面从边埂宽边至沟槽逐渐向下倾斜设置，所述坡面土壤基体从上到下依次设置有地表径流层和壤中流层，待测物料经所述引流装置流入所述收集装置内；所述地表径流层为坡面土壤基体的自然坡面；所述壤中流层为坡面土壤基体内的自然土体；所述引流装置包括地表径流引流装置和壤中流引流装置，所述地表径流层、所述地表径流引流装置、所述壤中流层和所述壤中流引流装置从上至下依次设置；所述收集装置位于观测单元倾斜向下的一侧，包括第一收集装置和第二收集装置，其中所述第一收集装置主要用于收集经所述地表径流引流装置流出的物料，所述第二收集装置主要用于收集经所述壤中流引流装置流出的物料。

【技术特征摘要】
1.一种野外简易土壤径流观测小区，其特征在于，包括至少一个由边梗和沟槽隔离出的观测单元，所述边梗包括围护塑料布，所述围护塑料布与沟槽共同作用将观测单元与其他土体隔开；所述观测单元至少包括坡面土壤基体、引流装置和收集装置，所述坡面土壤基体的上表面从边埂宽边至沟槽逐渐向下倾斜设置，所述坡面土壤基体从上到下依次设置有地表径流层和壤中流层，待测物料经所述引流装置流入所述收集装置内；所述地表径流层为坡面土壤基体的自然坡面；所述壤中流层为坡面土壤基体内的自然土体；所述引流装置包括地表径流引流装置和壤中流引流装置，所述地表径流层、所述地表径流引流装置、所述壤中流层和所述壤中流引流装置从上至下依次设置；所述收集装置位于观测单元倾斜向下的一侧，包括第一收集装置和第二收集装置，其中所述第一收集装置主要用于收集经所述地表径流引流装置流出的物料，所述第二收集装置主要用于收集经所述壤中流引流装置流出的物料。2.根据权利要求1所述的野外简易土壤径流观测小区，其特征在于，所述壤中流层靠近所述第二收集装置一侧的垂直剖面上设置有固定装置，所述固定装置用于固定所述壤中流层，避免土体坍塌并随物料流入所述第二收集装置内；所述固定装置的下端位于所述壤中流引流装置上方且与所述壤中流引流装置间存在供待测物料流出的缝隙。3.根据权利要求1所述的野外简易土壤径流观测小区，其特征在于，所述第一收集装置和所述第二收集装置均由承水槽、导流管和集流桶组成；所述承水槽位于所述坡面土壤基体倾斜向下一侧下方；所述引流装置一端与所述坡面土壤基体固定连接，另一端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺康宁，王冬梅，刘若莎，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11