水土流失觀測

在各種不同降雨、土壤、地形、植被和水土保持措施條件下,對水土流失諸要素的數量或某過程進行定位量測。水土流失觀測資料為水土流失規律研究、水土保持規劃和措施設計、水土保持減沙效益估算以及國民經濟建設有關部門提供科學數據。

水土流失觀測

正文

在各種不同降雨、土壤、地形、植被和水土保持措施條件下,對水土流失諸要素的數量或某過程進行定位量測。水土流失觀測資料為水土流失規律研究、水土保持規劃和措施設計、水土保持減沙效益估算以及國民經濟建設有關部門提供科學數據。
實驗小流域站網布設 按大流域套小流域、大區套小區、綜合套單項的規劃原則進行,達到全面研究水土流失規律和水土保持效益的目的。布設完整的實驗小流域站網包括:流域雨量站網,各級坡面、各種地貌類型以及不同自然因子和水土保持措施因子的徑流小區(標準小區面積美國為1.83m×22.13m,中國一般為5m×20m)和大型徑流場,各類對比小流域以及各級溝道的徑流泥沙觀測站。必要時,還輔以布設室內外人工模擬降雨實驗場地,以補充天然降雨觀測資料的不足。
徑流小區觀測 除一般的降雨量、暴雨強度、蒸發量、入滲量和水位、流量、含沙量等觀測可採用徑流站常規水文測驗方法外,具有水土流失特點的觀測項目與方法如下。
降雨特性觀測 用濾紙色斑法或麵粉球法測定雨滴大小及其級配組成;用高速攝影機拍攝雨滴降落距離及其相應時間,計算雨滴終點速度;根據雨滴譜及其相應終點速度計算降雨動能及降雨侵蝕力。
雨滴濺蝕觀測 ①埃利森金屬圓筒法:用裝有接近於飽和含水量的土壤的特製金屬圓筒,按接受降雨前后土壤重量的變化計算濺蝕量;②弗里觀測盤法:由裝有一定濕度的土壤的觀測盤,在接受降雨後從盤中擊濺到盤下槽中的土壤數量計算濺蝕量;③小區對比觀測法:使一個小區直接接受降雨擊濺土壤,另一小區降雨,通過上方網路消能後降落在土壤上,通過對比這兩小區土壤侵蝕量,研究降雨對土壤濺蝕的影響。
土壤流失觀測 ①直接觀測微地形高程變化的水準測量法;②量測細溝和濺溝縱橫斷面變化的容積測量法;③測量銫-137在土壤中數量變化的同位素測量法;④利用立體攝影儀多次重複照像進行對比推算的立體攝影測量法;⑤通過徑流小區的測流取沙設備,由實測徑流與含沙量或直接量測淤地壩中泥沙淤積量的水文測量法。
土壤養分流失觀測 觀測的主要內容有:有機質、氮、磷、鉀等。觀測方法:如用重鉻酸鉀法測定有機質;用重鉻酸鉀-硫酸硝化法測定全氮;用鹽酸-氟化銨法測定速效磷;用碳酸鈉高溫鹼熔法測定全鉀。
小流域觀測 除進行上述徑流小區觀測項目外,還應有如下觀測項目。
重力侵蝕觀測 滑坡和崩塌體的位移量、產沙量可用方格網法、斷面法或地面攝影測量法;陡坡瀉溜用徑流小區觀測法。
溝道沖淤變化觀測 在研究溝段上布設大斷面並進行測量,通過對比施測前後溝道斷面的變化,確定溝道沖淤數量。
土石流觀測 用浮標、空心圓筒或都卜勒雷達測速器量測表面流速或平均流速;用懸錘式等各種形式水尺、浮筒或無線電流位儀,測定流位;用取樣法、平衡法或其他非接觸法測量容重;用地震流量計測定流量;以及用電感感測器測定衝擊力。
流域產沙量觀測 ①河溝取樣法:在布設的測驗斷面上,用測流取沙設備,量測流量和含沙量,從而計算產沙量;②水庫淤積測量法:即用斷面法、地形法或斷面與地形相結合方法,進行泥沙淤積測量。
模擬實驗觀測 用人工降雨代替天然降雨開展室內外模擬實驗,其水土流失觀測項目及方法和徑流小區與小流域觀測基本相同。
中國西北黃土高原地區天水、西峰、綏德水土保持科學試驗站以及其他許多水土流失觀測站網,都在布設的徑流小區和小流域中進行了較長期、較系統的各種水土流失項目的觀測。
參考書目
 M.J.柯克比、R.P.C.摩根編著,王禮先等譯:《土壤侵蝕》,水利電力出版社,北京,1987。
 Б.С.斯捷潘諾夫著,孟河清譯:《土石流與土石流體的基本特性及其量測方法》,科學技術文獻出版社重慶分社,重慶,1986。

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