专利名称：一种土壤降雨可蚀性快速测定方法
技术领域：
本发明属于水土保持技术领域，具体涉及野外不同土壤类型降雨可蚀性的快速测定方法。
背景技术：
水土流失是世界性的生态环境问题。水土流失不仅造成土壤肥力下降，土壤生产力降低，还将泥沙、面源污染区带入湖泊、水库和河流，造成水库淤积，河床抬高，洪水泛滥和水环境恶化等一系列生态环境问题。降雨侵蚀是坡面侵蚀的重要原因。土壤的降雨可蚀性表示水蚀过程中土壤对降雨侵蚀作用力(降雨打击)的敏感性，是定量计算坡面侵蚀的关键参数。然而现有的测定方法多数都在室内进行，测试过程仅考虑雨滴溅蚀作用，未能真正反映降雨侵蚀过程中降雨打击和径流搬运的综合作用，没有完全体现土壤对降雨侵蚀的敏感性，而且这些实验方法也不能满足在野外快速测定降雨可蚀性的需要。

发明内容
本发明的目的在于提供一种测定野外降雨可蚀性的方法，具有操作简便和快速的特点，能快速测定野外不同土壤类型和土地利用方式下降雨可蚀性。本发明的技术方案如下一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，包括如下步骤步骤一、地表处理划定实验区，范围至少为1. 5mXl. 5m，坡度10° 士3°，如实验区为坡耕地，则按常规农业耕作措施翻耕IOcm深表土 ；如实验区为林草地，则用平铲逐层轻轻铲去植被层、 枯枝落叶层和腐殖质层，暴露下生土层；实验区周边Im范围地表处理与小区内相同，在实验区下方开挖排水沟；步骤二、设置微小区设置一个不锈钢材质的微小区，长宽规格为0. 35mX0. 35m,微小区边框高度 10cm，在微小区的一边外侧焊接有一个集流槽，集流槽槽口低于微小区上边沿0. 5cm，集流槽以呈向下倾斜5°的角度与导流管连接；将微小区布设在实验区中心，整体插入土体，边框高出地表0. 5至1cm。步骤三、水分控制在开始实验前利用模拟降雨机进行35mm/h雨强的湿润降雨，至地表开始产流后即停止降雨，在湿润降雨停止后3小时开始正式实验；步骤四、雨强控制对模拟降雨机的雨强进行率定，设置实验雨强I为70mm/h。步骤五、侵蚀率测定降雨产流后，每隔2分钟用量筒收集微小区径流量V1，并用秒表记录取样时间T，并将量筒内的全部样品转入空盒重量为W1的铝盒中，置入烘箱于105°C温度下烘干对小时，然后进行称重，获得烘干后总重量W2，通过公式Z), = ^ 计算侵蚀率Di ；步骤六、土壤降雨可蚀性计算采用公式& 二^；计算土壤降雨可蚀性，其中Ki为降雨可蚀性，单位为103(g/
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KJ) -Hi2jDi为试验进行到降雨产流15min后的降雨侵蚀率，单位为g/min，E为降雨动能，单位为KJ/(m2 · mm)，降雨动能根据模拟降雨机的参数确定。更进一步的方案是所述微小区上的集流槽以向下倾斜5°的角度与导流管连接。本发明通过设置一个微小区，并结合地表处理、人工模拟降雨等方式，能够快速有效的收集微小区内的径流，并进行侵蚀率和降雨可蚀性的计算，可普遍应用于在野外对不同土壤降雨可蚀性的快速测定，整体步骤和方法简单，设备成本也较低，且测定迅速。另外，在选择实验区时，要注意坡度的选择，坡度不能太大，因为太陡会发生径流侵蚀，影响测定准确性，并且降雨机不好布置；坡度也不能太小，太小径流的搬运能力不够， 无法把降雨侵蚀产生的泥沙都搬运出来，测定也不准确。因此，通过多次观察实验，选择 10°左右的坡度其测定结果最为准确。


图1为本发明实验区示意图；图2为本发明具体实施方式
中的降雨侵蚀过程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的阐述，以帮助对本发明的理解。本发明所采用的微小区容易加工制造，其他简易设备均可在市场上购买或者简单加工得到。实验地点云南东川区，供试土壤红壤
如附图1所示，一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，包括如下步骤步骤一、地表处理划定实验区1，范围至少为1. 5mXl. 5m，坡度10°，实验区为坡耕地，则按常规农业耕作措施翻耕IOcm深表土 ；实验区周边Im范围地表处理与小区内相同，在实验区下方开挖排水沟；步骤二、设置微小区设置一个不锈钢材质的微小区2，长宽规格为0. 35mX0. 35m,微小区边框高度 10cm，在微小区的一边外侧焊接有一个集流槽3，集流槽槽口低于微小区上边沿0. 5cm，集流槽以呈向下倾斜5°的方式与导流管4连接；将微小区布设在实验区中心，整体插入土体，边框高出地表0. 5至1cm。步骤三、水分控制在开始实验前利用模拟降雨机5进行35mm/h雨强的湿润降雨，至地表开始产流后即停止降雨，在湿润降雨停止后3小时开始正式实验；步骤四、雨强控制
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对模拟降雨机的雨强进行率定，设置实验雨强I为70mm/h ；步骤五、侵蚀率测定降雨产流后，每隔2分钟用量筒收集微小区径流量V1，并用秒表记录取样时间T，
并将量筒内的全部样品转入空盒重量为W1的铝盒中，置入烘箱于105°C温度下烘干对小
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时，然后进行称重，获得烘干后总重量W2，通过公式以="^r--H十算侵蚀率Di ；步骤六、土壤降雨可蚀性计算采用公式A； = 计算土壤降雨可蚀性，其中Ki为降一一雨可蚀性，单位为103(g/
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KJ) -Hi2jDi为试验进行到降雨产流15min后的降雨侵蚀率，单位为g/min，E为降雨动能，单位为KJ/(m2 · mm)，降雨动能根据模拟降雨机的参数确定。计算降雨可蚀性；在实际处理过程中，首先将降雨侵蚀过程图(侵蚀率VS时间)给出，如附图2。并计算15min后平均降雨侵蚀率Di为2. 05g/min。将Di = 2. 05g/min, E = O. 0275KJ/m2 · mm, I = 70mm/h 代入公式尺,=1，计算得
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到红壤降雨可蚀性为0. 064X 103(g/KJ) · m2。
权利要求
1.一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，其特征在于包括如下步骤 步骤一、地表处理划定实验区，范围至少为1. 5mXl. 5m，坡度10° 士3°，如实验区为坡耕地，则按常规农业耕作措施翻耕IOcm深表土 ；如实验区为林草地，则用平铲逐层轻轻铲去植被层、枯枝落叶层和腐殖质层，暴露下生土层；实验区周边Im范围地表处理与小区内相同，在实验区下方开挖排水沟；步骤二、设置微小区设置一个不锈钢材质的微小区，长宽规格为0. 35mX0. 35m，微小区边框高度10cm，在微小区的一边外侧焊接有一个集流槽，集流槽槽口低于微小区上边沿0. 5cm，集流槽以呈向下倾斜的方式与导流管连接；将微小区布设在实验区中心，整体插入土体，边框高出地表 0. 5 至 Icm ；步骤三、水分控制在开始实验前利用模拟降雨机进行35mm/h雨强的湿润降雨，至地表开始产流后即停止降雨，在湿润降雨停止后3小时开始正式实验； 步骤四、雨强控制对模拟降雨机的雨强进行率定，设置实验雨强I为70mm/h ； 步骤五、侵蚀率测定降雨产流后，每隔2分钟用量筒收集微小区径流量V1,并用秒表记录取样时间T，并将量筒内的全部样品转入空盒重量为W1的铝盒中，置入烘箱于105°C温度下烘干M小时，然后进行称重，获得烘干后总重量W2，通过公式A = ^计算侵蚀率Di ；步骤六、土壤降雨可蚀性计算采用公式& =&计算土壤降雨可蚀性，其中Ki为降雨可蚀性，单位为103(g/KJ) · m2， EIDi为试验进行到降雨产流15min后的降雨侵蚀率，单位为g/min，E为降雨动能，单位为KJ/ (m2 · mm)，降雨动能根据模拟降雨机的参数确定。
2.根据权利要求1所述一种土壤降雨可蚀性快速测定方法，其特征在于所述微小区上的集流槽以向下倾斜5°的角度与导流管连接。
全文摘要
本发明提供了一种测定野外降雨可蚀性的方法，通过选择实验区、设置微小区，并通过模拟降雨机进行湿润降雨和侵蚀率测定，并在计算出侵蚀率之后计算土壤降雨可蚀性。本发明通过设置一个微小区，并结合地表处理、人工模拟降雨等方式，能够快速有效的收集微小区内的径流，并进行侵蚀率和降雨可蚀性的计算，可普遍应用于在野外对不同土壤降雨可蚀性的快速测定，整体步骤和方法简单，设备成本也较低，且测定迅速。
文档编号G01N33/24GK102353764SQ20111029089
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者严坤, 傅斌, 徐佩, 王玉宽 申请人:中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所