一種地埂水土流失監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，它涉及一種水土流失監(jiān)測裝置。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有裝置無法監(jiān)測地埂水土流失的情況的問題。裝置包括第一彩鋼板、第二彩鋼板、第三彩鋼板、第四彩鋼板和第五彩鋼板、收集器、第一管堵、第二管堵、導管和存儲器；第一彩鋼板分別與第二彩鋼板和第三彩鋼板相連接；第二彩鋼板與第四彩鋼板相連接；第三彩鋼板與第五彩鋼板相連接；收集器設置在圍堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)，且分別與第四彩鋼板和第五彩鋼板相連接；收集器上設有開口，收集器的一端設有第一管堵，另一端設有第二管堵；導管一端通過第二管堵與收集器相連通，導管的另一端與存儲器相連通。本發(fā)明可獲得一種地埂水土流失監(jiān)測裝置。
【專利說明】一種地埂水土流失監(jiān)測裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水土流失監(jiān)測裝置。

【背景技術】
[0002] 水土流失是世界上的主要災害之一，它破壞土地資源，造成生產(chǎn)力衰退和淤積；消 耗有限水資源，形成干旱、洪澇等災害，引起生態(tài)環(huán)境惡化，嚴重威脅著人類的生存和發(fā)展， 成為各國普遍關注的問題。無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家都不同程度地存在水土流失這 一問題，且有向繼續(xù)惡化的方向發(fā)展的趨勢。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估算，全球發(fā)生水土流失的 土地面積高達2500萬km 2,占陸地總面積的16. 7%，每年流失土壤260億噸。我國水土流 失面積為356萬km2,占國土面積的三分之一。水土流失已成為造成土地退化的最主要原因 之一，嚴重威脅著寶貴的表土資源和社會的可持續(xù)發(fā)展。
[0003] 當前世界各國都在探討水土流失治理措施，已形成了一整套行之有效的水土保持 技術，并在水土流失嚴重區(qū)推廣應用。嚴重的水土流失主要發(fā)生在已墾的坡耕地，以美國為 代表的美洲國家主要采取免耕地表覆蓋和間隔修筑地埂來防治水土流失。而以我國為代表 的人口多土地相對少的國家主要采取修筑梯田的方式來防治水土流失，在我國的商品糧最 大產(chǎn)區(qū)東北黑土區(qū)，坡耕地坡緩坡長，坡耕地的水土流失治理主要采用梯田、地埂植物帶和 改壟等工程措施，縮短坡面地表徑流坡長，復平壟向坡度，層層攔截地表徑流；延長徑流行 走路程，增加入滲時間，其主要目標是通過減少地表徑流和延長徑流地表流動時間來降低 土壤流失，增加土壤水分，實現(xiàn)水土保持的目的，現(xiàn)已形成了一整套行之有效的適用于東北 黑土區(qū)坡耕地水土保持的技術與模式，并納入了 2009年水利部頒布的《黑土區(qū)水土流失綜 合防治技術標準》（SL446- 2009)。
[0004] 東北主要由松嫩、三江和遼河三大平原以及長白山、大興安嶺和小興安嶺三大山 脈組成，耕地主要集中在三大平原，除松嫩平原中北部漫川漫崗黑土區(qū)多為7度以下的坡 耕地外，其他平原區(qū)域耕地較為平緩，主要采用梯田、地埂植物帶和改壟等工程措施以及壟 向區(qū)田、壟溝深松等水土保持耕作措施防治水土流失。新中國成立后，森林過度砍伐，三大 山脈原始森林砍伐殆盡，低山丘陵區(qū)開墾了大量農(nóng)田，絕大部分農(nóng)田為坡耕地，其特點是坡 度在5°?15°居多，土層薄，多在10cm?30cm，下層為風化石或碌石，水土流失更為嚴重， 溝壑密度大，土壤侵蝕強度高，經(jīng)常發(fā)生山洪，有的地方甚至出現(xiàn)泥石流。這些山區(qū)居住著 地方農(nóng)民和森工系統(tǒng)的林場，當前國家實施了天保工程，全面禁伐，種植農(nóng)作物已成為他們 的主要生活來源，一方面土地越種越瘦，部分已不能耕種；另一方面當?shù)鼐用耠y以找到其他 生存出路；此外國家糧食安全不容樂觀，難以將這部分耕地退出還林還草。以黑龍江省穆棱 市為代表探索出一種因山地土層薄難以修筑梯田替代技術，在復合式植物帶的基礎上，自 主創(chuàng)新研發(fā)了雙埂帶水土保持技術，兼顧了保水保土和適當排水，有效地控制了山坡農(nóng)田 的水土流失，為東北黑土區(qū)低山丘陵區(qū)水土流失綜合治理提供了有效模式。
[0005] 綜上所述，我國的水土保持技術較為成熟，坡耕地水土保持措施主要有修筑梯田 和地埂植物帶，雖修筑地埂占地5%?20%，但保水保土效果顯著，有效地遏止了水土流 失，實現(xiàn)坡耕地可持續(xù)利用。然而由于受觀測設備的限制，水土流失監(jiān)測和水土保持效益評 價仍滯后，尤其是尚無用于地埂上的水土流失監(jiān)測設備，嚴重制約著水土保持生態(tài)建設的 科學發(fā)展。縱觀國內(nèi)外水土流失監(jiān)測設備和方法主要可歸納為以下幾個方面：
[0006] -是坡面標準徑流小區(qū)水土流失監(jiān)測。主要采用美國創(chuàng)建的標準徑流小區(qū)（Olson 和Wischmeier，1963)，小區(qū)長22. 13m，寬5m，坡度9%，小區(qū)下設徑流收集口，連接分流桶和 集流桶，人工觀測每次降雨后的徑流總量和土壤流失總量，目前我國約有500個這樣的面 標準徑流小區(qū)水土流失觀測場，監(jiān)測設備為分流桶和集流桶，方法為人工觀測。
[0007] 二是坡面自然小區(qū)的水土流失監(jiān)測。野外自然坡面水土流失監(jiān)測是獲取最真實數(shù) 據(jù)的重要手段，近些年發(fā)展較快，有德國UGT水土流失觀測裝置，分段式可移動徑流觀測裝 置（Divider collector, Cruse, 2001)，我國自主創(chuàng)新研發(fā)的一種可移動徑流觀測裝置（專 利號：ZL200610163240. 9, ZL201010594588. X，ZL201110255659. X)，在全國主要生態(tài)類型區(qū) 坡面水土流失監(jiān)測逐漸推廣應用。
[0008] 三是小流域控制站水土流失監(jiān)測。小流域水土流失監(jiān)測是坡面上一級尺度的監(jiān) 測，國內(nèi)外均采用把口站（也叫控制站、圍水偃等），利用三角堰、矩形堰和復合堰等監(jiān)測出 口處徑流量和輸沙量，觀測的方法也分為人工和儀器自動監(jiān)測，記錄數(shù)據(jù)包括水深、流速、 泥沙含量等，人工自動監(jiān)測儀器以中國農(nóng)業(yè)大學雷廷武教授的基于光電法研制出徑流泥沙 /流量自動測量系統(tǒng)（雷廷武等，2002)，實現(xiàn)泥沙含量、水位、流速等自動記錄。
[0009] 地埂植物帶和梯田是水土保持的主要措施，修筑的地埂和梯田埂，要求具有良好 的阻擋地表徑流能力，同時自身固土良好抗侵蝕，因此修筑后在埂上和坎處栽植水保植物， 一方面固土保水，另一方面增加經(jīng)濟收入。在東北黑土區(qū)無論是地埂植物帶還是梯田，埂帶 的規(guī)格為下寬1.5m?5.0m，上寬0.2m?0.6m，田坎坡度30°?60°，上坎長度0.3m? 0. 5m，下坎長0. 6m?2. 0m。通過對埂帶上下坎水土流失直接觀測，才能科學地對各種修筑 后的埂帶保水保土作用進行評價，然而國內(nèi)外尚無用于埂帶水土流失的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有裝置無法監(jiān)測地埂水土流失的情況的問題，而提供 一種地埂水土流失監(jiān)測裝置。
[0011] 一種地埂水土流失監(jiān)測裝置包括第一彩鋼板、第二彩鋼板、第三彩鋼板、第四彩鋼 板和第五彩鋼板、收集器、第一管堵、第二管堵、導管和存儲器；
[0012] 所述的第一彩鋼板分別與第二彩鋼板和第三彩鋼板相連接；第二彩鋼板與第四彩 鋼板相連接；第三彩鋼板與第五彩鋼板相連接；第一彩鋼板、第二彩鋼板、第三彩鋼板、第 四彩鋼板和第五彩鋼板圍成圍堰監(jiān)測區(qū)；所述的收集器設置在圍堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)，水平高 度低于該監(jiān)測區(qū)，且分別與第四彩鋼板和第五彩鋼板相連接；收集器上設有開口，且開口連 通圍堰監(jiān)測區(qū)；收集器的一端設有第一管堵，另一端設有第二管堵，且第一管堵和第二管堵 的內(nèi)徑均與收集器的外徑相匹配；導管一端通過第二管堵與收集器相連通，導管的另一端 與存儲器相連通。
[0013] 本發(fā)明的使用方法、原理和優(yōu)點：
[0014] -、將第一彩鋼板沿地埂走向插入土中150mm，露出地面100mm?150mm，再將第 二彩鋼板和第三彩鋼板分別與第一彩鋼板的兩端相連接，第二彩鋼板和第三彩鋼板沿垂直 地埂走向插入土中150mm，露出地面100mm?150mm ;再將第二彩鋼板與第四彩鋼板相連 接；第四彩鋼板垂直地埂走向插入田坎的土中150mm，露出地面250mm?350mm;再將第三 彩鋼板與第五彩鋼板相連接；第五彩鋼板垂直地埂走向插入田坎的土中150mm，露出地面 250mm?350mm ;在第一彩鋼板、第二彩鋼板、第三彩鋼板、第四彩鋼板和第五彩鋼板圍成圍 堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)用鐵鍬挖土，修成與收集器等長度，直徑為收集器直徑的三分之一的圓柱 形土坑，將收集器置于圓柱形土坑上；收集器水平高度低于圍堰監(jiān)測區(qū)，且收集器分別與第 四彩鋼板和第五彩鋼板相連接；將第一管堵和第二管堵分別安裝到收集器的兩端，開口連 通圍堰監(jiān)測區(qū)，開口的下端與田坎土壤接觸，使用覆土壓實，使得土壤與收集器緊密相接； 收集器的下部用泥土筑埂，踩實，阻止其移動；導管一端通過第二管堵與收集器相連通，導 管的另一端與存儲器相連通；存儲器安裝在圍堰監(jiān)測區(qū)外面的土坑中，存儲器的上口與收 集器的底部垂直距離為30mm?50mm ;
[0015] 本發(fā)明一種地埂水土流失監(jiān)測裝置的檢測過程是單次降雨結(jié)束后，取出存儲器， 用標記筆在存儲器上標記號碼、時間等信息，用相同的備用存儲器安裝于原存儲器的位置 上，與收集器相連通；將盛有徑流的存儲器帶回實驗室，測定徑流總量和泥沙含量，以此獲 取本次降雨的徑流總量和輸沙總量；
[0016] 二、填補該領域無觀測裝置的空白，目前國內(nèi)外尚無可用于地埂水土流失監(jiān)測的 成型產(chǎn)品，而地埂植物帶和梯田是水土保持生態(tài)建設的主要工程措施，修筑的地埂尺寸各 異，所用的材料大不相同，栽種的植物也不同，修筑后能否達到保水固埂要求，需要在監(jiān)測 的基礎上對其科學評價，因此本裝置是急需的，可服務于國家正在大面積開展的水土保持 生態(tài)建設；
[0017] 三、使用者可自行制作，造價低廉，本發(fā)明裝置所需的材料為彩鋼板、PVC管、塑料 軟管等，均為生活常用材料，市場上都能買到，制作簡單，普通人使用簡單工具可自行制作， 不需委托專業(yè)加工廠制作，成本低；
[0018] 三、安裝簡便，用時短；
[0019] 四、監(jiān)測簡單，監(jiān)測人員只需每次降雨后，用新的同規(guī)格的存儲器將存儲器更換即 可，將裝有徑流的存儲器帶回實驗室測定徑流量和泥沙含量。
[0020] 本發(fā)明可獲得一種地埂水土流失監(jiān)測裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為【具體實施方式】一所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]

【具體實施方式】一：結(jié)合圖1，本實施方式是一種地埂水土流失監(jiān)測裝置包括第一 彩鋼板，1、第二彩鋼板2、第三彩鋼板3、第四彩鋼板4和第五彩鋼板5、收集器6、第一管堵 7、第二管堵8、導管10和存儲器11 ;
[0023] 所述的第一彩鋼板1分別與第二彩鋼板2和第三彩鋼板3相連接；第二彩鋼板2 與第四彩鋼板4相連接；第三彩鋼板3與第五彩鋼板5相連接；第一彩鋼板1、第二彩鋼板 2、第三彩鋼板3、第四彩鋼板4和第五彩鋼板5圍成圍堰監(jiān)測區(qū)；所述的收集器6設置在圍 堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)，水平高度低于該監(jiān)測區(qū)，且分別與第四彩鋼板4和第五彩鋼板5相連接； 收集器6上設有開口 9,且開口 9連通圍堰監(jiān)測區(qū)；收集器6的一端設有第一管堵7,另一端 設有第二管堵8,且第一管堵7和第二管堵8的內(nèi)徑均與收集器6的外徑相匹配；導管10 - 端通過第二管堵8與收集器6相連通，導管的另一端與存儲器11相連通。
[0024] 圖1為【具體實施方式】一所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1 為第一彩鋼板，2為第二彩鋼板，3為第三彩鋼板，4為第四彩鋼板，5為第五彩鋼板，6為收集 器，7為第一管堵,8為第二管堵,9為開口，10為導管，11為存儲器。
[0025] 本【具體實施方式】的使用方法、原理和優(yōu)點：
[0026] -、將第一彩鋼板1沿地埂走向插入土中150mm，露出地面100mm?150mm，再將 第二彩鋼板2和第三彩鋼板3分別與第一彩鋼板1的兩端相連接，第二彩鋼板2和第三彩 鋼板3沿垂直地埂走向插入土中150_，露出地面100mm?150mm ;再將第二彩鋼板2與第 四彩鋼板4相連接；第四彩鋼板4垂直地埂走向插入田坎的土中150mm，露出地面250mm? 350mm ;再將第三彩鋼板3與第五彩鋼板5相連接；第五彩鋼板5垂直地埂走向插入田坎的 土中150mm，露出地面250mm?350mm;在第一彩鋼板1、第二彩鋼板2、第三彩鋼板3、第四彩 鋼板4和第五彩鋼板5圍成圍堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)用鐵鍬挖土，修成與收集器6等長度，直徑為 收集器6直徑的三分之一的圓柱形土坑，將收集器6置于圓柱形土坑上；收集器6水平高度 低于圍堰監(jiān)測區(qū)，且收集器6分別與第四彩鋼板4和第五彩鋼板5相連接；將第一管堵7和 第二管堵8分別安裝到收集器6的兩端，開口 9連通圍堰監(jiān)測區(qū)，開口 9的下端與田坎土壤 接觸，使用覆土壓實，使得土壤與收集器6緊密相接；收集器6的下部用泥土筑埂，踩踩實， 阻止其移動；導管10 -端通過第二管堵8與收集器6相連通，導管的另一端與存儲器11相 連通；存儲器11安裝在圍堰監(jiān)測區(qū)外面的土坑中，存儲器11的上口與收集器6的底部垂直 距離為3Ctam?5Ctam ;
[0027] 本【具體實施方式】一種地埂水土流失監(jiān)測裝置的檢測過程是單次降雨結(jié)束后，取出 存儲器11，用標記筆在存儲器11上標記號碼、時間等信息，用相同的備用存儲器11安裝于 原存儲器11的位置上，與收集器6相連通；將盛有徑流的存儲器11帶回實驗室，測定徑流 總量和泥沙含量，以此獲取本次降雨的徑流總量和輸沙總量；
[0028] 二、填補該領域無觀測裝置的空白，目前國內(nèi)外尚無可用于地埂水土流失監(jiān)測的 成型產(chǎn)品，而地埂植物帶和梯田是水土保持生態(tài)建設的主要工程措施，修筑的地埂尺寸各 異，所用的材料大不相同，栽種的植物也不同，修筑后能否達到保水固埂要求，需要在監(jiān)測 的基礎上對其科學評價，因此本裝置是急需的，可服務于國家正在大面積開展的水土保持 生態(tài)建設；
[0029] 三、使用者可自行制作，造價低廉，本發(fā)明裝置所需的材料為彩鋼板、PVC管、塑料 軟管等，均為生活常用材料，市場上都能買到，制作簡單，普通人使用簡單工具可自行制作， 不需委托專業(yè)加工廠制作，成本低；
[0030] 三、安裝簡便，用時短；
[0031] 四、監(jiān)測簡單，監(jiān)測人員只需每次降雨后，用新的同規(guī)格的存儲器11將存儲器11 更換即可，將裝有徑流的存儲器11帶回實驗室測定徑流量和泥沙含量。
[0032] 本【具體實施方式】可獲得一種地埂水土流失監(jiān)測裝置。

【具體實施方式】 [0033] 二：本實施方式與一不同點是：第一彩鋼板1的厚度 為0. 5mm?1mm，高度為250mm?300mm。其他步驟與一相同。

【具體實施方式】 [0034] 三：本實施方式與一或二之一不同點是：第二彩鋼板 2的厚度為0. 5mm?1mm，高度為250mm?300mm。其他步驟與一或二相同。

【具體實施方式】 [0035] 四：本實施方式與一至三之一不同點是：第三彩鋼板 3的厚度為0. 5mm?1mm，高度為400mm?500mm。其他步驟與一至三相同。

【具體實施方式】 [0036] 五：本實施方式與一至四之一不同點是：第四彩鋼板 4的厚度為0. 5mm?1mm，高度為400mm?500mm。其他步驟與一至四相同。

【具體實施方式】 [0037] 六：本實施方式與一至五之一不同點是：第五彩鋼板 5的厚度為0. 5mm?1mm，高度為250mm?300mm。其他步驟與一至五相同。

【具體實施方式】 [0038] 七：本實施方式與一至六之一不同點是：導管10的外 直徑為75mm?80mm。其他步驟與一至六相同。

【具體實施方式】 [0039] 八：本實施方式與一至七之一不同點是：開口 9的寬 度B為30mm?50mm。其他步驟與一至七相同。

【具體實施方式】 [0040] 九：本實施方式與一至八之一不同點是：收集器6的 材質(zhì)為PVC塑料管。其他步驟與一至八相同。
[0041] 【具體實施方式】十：本實施方式與【具體實施方式】一至九之一不同點是：導管10的材 質(zhì)為塑料軟管。其他步驟與【具體實施方式】一至九相同。
【權利要求】
1. 一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于一種地埂水土流失監(jiān)測裝置包括第一彩鋼 板（1)、第二彩鋼板（2)、第三彩鋼板（3)、第四彩鋼板（4)和第五彩鋼板（5)、收集器（6)、第 一管堵（7)、第二管堵（8)、導管（10)和存儲器（11); 所述的第一彩鋼板（1)分別與第二彩鋼板（2)和第三彩鋼板（3)相連接；第二彩鋼板 (2)與第四彩鋼板（4)相連接；第三彩鋼板（3)與第五彩鋼板（5)相連接；第一彩鋼板（1)、 第二彩鋼板（2)、第三彩鋼板（3)、第四彩鋼板（4)和第五彩鋼板（5)圍成圍堰監(jiān)測區(qū)；所述 的收集器（6)設置在圍堰監(jiān)測區(qū)的一側(cè)，水平高度低于該監(jiān)測區(qū)，且分別與第四彩鋼板（4) 和第五彩鋼板（5)相連接；收集器（6)上設有開口（9)，且開口（9)連通圍堰監(jiān)測區(qū)；收集 器（6)的一端設有第一管堵（7)，另一端設有第二管堵（8)，且第一管堵（7)和第二管堵（8) 的內(nèi)徑均與收集器（6)的外徑相匹配；導管（10) -端通過第二管堵（8)與收集器（6)相連 通，導管的另一端與存儲器（11)相連通。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于第一彩鋼板（1)的 厚度為〇· 5謹?1謹，高度為25Ctam?30Ctam。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于第二彩鋼板（2)的 厚度為〇· 5謹?1謹，高度為25Ctam?30Ctam。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于第三彩鋼板（3)的 厚度為〇· 5謹?1謹，高度為400mm?50Ctam。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于第四彩鋼板（4)的 厚度為〇· 5謹?1謹，高度為400mm?50Ctam。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于第五彩鋼板（5)的 厚度為〇· 5謹?1謹，高度為25Ctam?30Ctam。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于導管（10)的外直徑 為 75mm ?80mm。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于開口（9)的寬度B 為 30mm ?50mm。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于收集器￠)的材質(zhì) 為PVC塑料管。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種地埂水土流失監(jiān)測裝置，其特征在于導管（10)的材質(zhì) 為塑料軟管。
【文檔編號】G01N33/24GK104155151SQ201410342208
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權日:2014年7月18日
【發(fā)明者】張興義, 王禹宸, 孫濤, 宋春雨, 陳強, 李 浩, 陳帥 申請人:中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所