降雨侵蝕過程測定儀器及其測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤侵蝕基礎(chǔ)技術(shù)，更具體地說它是一種降雨侵蝕過程測定儀器及其測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雨滴濺蝕是降雨對地表土壤的最初作用方式，是通過打擊地表土壤，造成土粒分散并以躍移的形式搬運(yùn)的土壤侵蝕方式。
[0003]降雨侵蝕過程的定量監(jiān)測是水土保持學(xué)科研宄中必不可少的內(nèi)容之一，傳統(tǒng)的測量土壤濺蝕量的方法多采用濺蝕盤進(jìn)行，無法對降雨侵蝕過程有一個定量的描述，天然降雨過程中不同時段，雨強(qiáng)也并不相同，不同質(zhì)量土粒濺蝕距離也不相同，以往在整個降雨過程中將土壤濺蝕量作為平均化處理所獲得的數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生較大的誤差，影響土壤濺蝕動力測量的精度。降雨侵蝕過程的定量研宄及計算相對滯后，以至于無法對降雨侵蝕過程進(jìn)行深入細(xì)化的研宄，所以設(shè)計一種降雨侵蝕過程測定儀器是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的在于提供的一種可觀察各個時間段，各個距離土壤濺蝕量的降雨侵蝕過程測定儀器。本發(fā)明的第二目的在于提供的一種運(yùn)用上述降雨侵蝕過程測定儀器的降雨侵蝕過程監(jiān)測方法。
[0005]本發(fā)明的第一目是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]降雨侵蝕過程測定儀器，包括設(shè)置于室外的降雨侵蝕過程測定裝置和三腳架固定平臺，所述降雨侵蝕過程測定裝置通過固定螺旋固定在所述三腳架固定平臺上；
[0007]所述降雨侵蝕過程測定裝置包括濺蝕臺、承土器；所述濺蝕臺為環(huán)形階梯結(jié)構(gòu)；所述濺蝕臺上設(shè)置有若干層環(huán)形同心圓水槽；每層所述環(huán)形同心圓水槽的高度向外逐級降低；每層所述環(huán)形同心圓水槽的槽底與相鄰的下一層環(huán)形同心圓水槽頂部等高；每層所述環(huán)形同心圓水槽的外徑與相鄰的下一層環(huán)形同心圓水槽內(nèi)徑相同；
[0008]每層所述環(huán)形同心圓水槽的左側(cè)均連接有進(jìn)水管線，每層所述進(jìn)水管線設(shè)置有管線閥門；每層所述環(huán)形同心圓水槽的右側(cè)均連接有出水管線；每根所述出水管線末端連接一個收集器；
[0009]所述承土器為設(shè)置在所述濺蝕臺頂部的上方開口的圓柱形容器，所述承土器底部與最內(nèi)層環(huán)形同心圓水槽頂部等高。
[0010]進(jìn)一步地，所述三腳架固定平臺包括可伸縮架腿、固定平臺以及圓水準(zhǔn)儀。
[0011]進(jìn)一步地，所述環(huán)形同心圓水槽設(shè)置有四層。
[0012]進(jìn)一步地，所述進(jìn)水管線及所述出水管線為內(nèi)徑5cm的PVC管。
[0013]進(jìn)一步地，每層所述環(huán)形同心圓水槽的高度均為5cm，從外到內(nèi)依次為Ocm高度處環(huán)形同心圓水槽、5cm高度處環(huán)形同心圓水槽、1cm高度處環(huán)形同心圓水槽以及15cm高度處環(huán)形同心圓水槽；
[0014]所述環(huán)形同心圓水槽對應(yīng)設(shè)置有Ocm高度處進(jìn)水管線、5cm高度處進(jìn)水管線、1cm高度處進(jìn)水管線、15cm高度處進(jìn)水管線以及Ocm高度處出水管線、5cm高度處出水管線、1cm高度處出水管線、15cm高度處出水管線；所述Ocm高度處環(huán)形同心圓水槽底部與所述濺蝕臺底部高度差為Ocm ;所述5cm高度處環(huán)形同心圓水槽底部與所述濺蝕臺底部高度差為5cm ;所述1cm高度處環(huán)形同心圓水槽底部與所述派蝕臺底部高度差為1cm ;所述15cm高度處環(huán)形同心圓水槽底部與所述濺蝕臺底部高度差為15cm。
[0015]所述出水管線對應(yīng)連接至Ocm高度處收集器、5cm高度處收集器、1cm高度處收集器、15cm高度處收集器。
[0016]所述Ocm高度處環(huán)形同心圓水槽外壁向上延伸設(shè)置有隔板；所述隔板高度高于20cm ;
[0017]所述承土器外徑為20cm，高度為5cm ;所述承土器底部與所述濺蝕臺底部高度差為 20cm。
[0018]本發(fā)明的第二目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括如下步驟:
[0019]步驟一、將所述三角加固定平臺的所述可伸縮架腿插入野外土壤中，并通過所述圓水準(zhǔn)儀調(diào)至水平；
[0020]步驟二、將所述土壤濺蝕過程監(jiān)測儀器通過所述固定螺旋安裝至所述三腳架固定平臺，使用所述承土器采取原狀土樣，并將所述承土器嵌入所述濺蝕臺頂部；
[0021]步驟三、將所述收集器用清水沖刷干凈，并烘干，準(zhǔn)備取樣，每次收集滿一個所述收集器立即更新一個，繼續(xù)收集并記錄時間，試驗過程中不間斷；
[0022]步驟四、通過進(jìn)水管線所述Ocm高度處進(jìn)水管線、所述5cm高度處進(jìn)水管線、所述1cm高度處進(jìn)水管線、所述5cm高度處進(jìn)水管線通水，以保證所述Ocm高度處環(huán)形同心圓水槽、5cm高度處環(huán)形同心圓水槽、1cm高度處環(huán)形同心圓水槽、15cm高度處環(huán)形同心圓水槽有一定流量的清水，清水流量通過所述管線閥門控制；
[0023]步驟五、降雨結(jié)束后，將各個時間段的所述Ocm高度處收集器、所述5cm高度處收集器；所述1cm高度處收集器、所述15cm高度處收集器收集到的樣品烘干、稱重并記錄，即得到整個降雨過程中各個時段、不同距離土壤的濺蝕量。
[0024]本發(fā)明的一種降雨侵蝕過程測定儀器主要優(yōu)點如下:操作方便，測控精度高，利用降雨侵蝕過程測定儀器測定各個時段、不同濺蝕距離的土壤濺蝕量，能夠?qū)⒄麄€降雨過程中土壤濺蝕的發(fā)生發(fā)展規(guī)律進(jìn)行定量分析，繪制降雨侵蝕過程線，應(yīng)用范圍廣。降雨侵蝕過程測定儀器設(shè)置在三腳架固定平臺上，便于野外使用，適用于各種地形。設(shè)置進(jìn)出水管線與同心圓水槽相連，能夠?qū)⒔涤赀^程中發(fā)生的土壤濺蝕，通過同心圓內(nèi)固定流量的清水及時地收集，將從降雨開始土壤濺蝕的發(fā)生發(fā)展的數(shù)據(jù)及時獲取。設(shè)置不同高度的同心圓水槽，能夠收集降雨過程中各個時段研宄區(qū)域不同距離的濺蝕量，為相同土壤環(huán)境下各個降雨時段濺蝕程度提高計算參數(shù)。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明降雨侵蝕過程測定儀器的正視圖。
[0026]圖2為本發(fā)明降雨侵蝕過程測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明中三腳架固定平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明降雨侵蝕過程測定儀器的俯視圖。
[0029]圖5為本發(fā)明三腳架中固定平臺的俯視圖。
[0030]圖中:降雨侵蝕過程測定裝置I ;三腳架固定平臺2 ;15cm高度處出水管線3 ;10cm高度處出水管線4 ;5cm高度處出水管線5 ;0cm高度處出水管線6 ;固定平臺7 ;可伸縮架腿8 ;0cm高度處進(jìn)水管線9 ;5cm高度處進(jìn)水管線10 ; 1cm高度處進(jìn)水管線11 ; 15cm高度處進(jìn)水管線12 ；15cm高度處環(huán)形同心圓水槽13 ；10cm高度處環(huán)形同心圓水槽14 ；5cm高度處環(huán)形同心圓水槽15 ;0cm高度處環(huán)形同心圓水槽16 ;派蝕臺17 ;承土器18 ;收集器19 ;0cm高度處收集器19A ；5cm高度處收集器19B ；10cm高度處收集器19C ；15cm高度處收集器19D ；固定螺旋20 ;圓水準(zhǔn)儀21 ;隔板22。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，但該實施例不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限制，僅作舉例而已，同時通過說明本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。
[0032]如附圖所示，降雨侵蝕過程測定儀器，包括設(shè)置于室外的降雨侵蝕過程測定裝置I和三腳架固定平臺2，降雨侵蝕過程測定裝置I通過固定螺旋20固定在三腳架固定平臺2上;
[0033]降雨侵蝕過程測定裝置I包括濺蝕臺17、承土器18 ;濺蝕臺17為環(huán)形階梯結(jié)構(gòu)；濺蝕臺17上設(shè)置有若干層環(huán)形同心圓水槽；每層環(huán)形同心圓水槽的高度向外逐級降低；每層環(huán)形同心圓水槽的槽底與相鄰的下一層環(huán)形同心圓水槽頂部等高；每層環(huán)形同心圓水槽的外徑與相鄰的下一層環(huán)形同心圓水槽內(nèi)徑相同；
[0034]每層環(huán)形同心圓水槽的左側(cè)均連接有進(jìn)水管線，每層進(jìn)水管線設(shè)置有管線閥門；每層環(huán)形同心圓水槽的右側(cè)均連接有出水管線；每根出水管線末端連接一個收集器19 ;
[0035]承土器18為設(shè)置在濺蝕臺17頂部的上方開口的圓柱形容器，承土器18底部與最內(nèi)層環(huán)形同心圓水槽頂部等高。
[0036]優(yōu)選地，三腳架固定平臺2包括可伸縮架腿8、固定平臺7以及圓水準(zhǔn)儀21。
[0037]優(yōu)選地，環(huán)形同心圓水槽設(shè)置有四層。
[0038]優(yōu)選地，進(jìn)水管線及出水管線為內(nèi)徑5cm的PVC管。
[0039]優(yōu)選地，每層環(huán)形同心圓水槽的高度均為5cm，從外到內(nèi)依次為Ocm高度