一種地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法，屬水土保持【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法是在需要進行地表徑流水文研究的山坡上用石棉瓦為圍欄材料、廢舊鐵油桶為徑流收集桶材料，并同時設(shè)分流桶，以保證暴雨情況下收集的徑流量依然準確。徑流收集桶上覆蓋石棉瓦，簡化了徑流量的計算過程。本發(fā)明用廉價的石棉瓦和廢舊鐵油桶代替了紅磚和水泥砂漿，因而建造簡便、成本低廉、不破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)、易拆除、不產(chǎn)生昂貴的后期維護的拆除費用、收集的徑流量數(shù)據(jù)能夠準確地反映實際的水土流失量。
【專利說明】一種地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水土保持【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及生態(tài)水文觀測中的徑流小區(qū)的建設(shè)改進方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水土流失已經(jīng)成為世界上主要的生態(tài)環(huán)境問題，我國當(dāng)前水土流失面積約有150萬平方公里，水土流失所損失的土壤大致為50億噸。為了研究不同植被類型及用地類型下的地表徑流量及土壤侵蝕狀況，就需要建設(shè)徑流小區(qū)，用于進行精確的生態(tài)水文觀測。
[0003]大氣降水落到地面后，一部分蒸發(fā)變成水蒸汽返回大氣，一部分下滲到土壤成為地下水，其余的水沿著斜坡形成漫流，這種水流稱為地表徑流。地表徑流是水土流失的直接原因，也是生態(tài)水文觀測的重要方面。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中主要是通過建設(shè)徑流小區(qū)來收集地表徑流及侵蝕泥沙，然而大多數(shù)地表徑流小區(qū)都存在花費大、形成的建筑垃圾不好清除且紅磚水泥抹出的徑流收集池容易裂縫、下滲的缺陷。針對徑流小區(qū)建筑材料難以拆卸、對原有環(huán)境的影響大、且材料笨重昂貴難以在山區(qū)搬運等特點，我們對傳統(tǒng)的紅磚混凝土結(jié)構(gòu)的徑流小區(qū)進行了改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是常用的地表徑流收集小區(qū)對原來的土壤破壞大，花費大，且容易裂縫下滲的技術(shù)缺陷，其目的是提供一種破壞小、成本低、、易拆除、利用廢舊材料的地表徑流小區(qū)的建設(shè)改進方法，該方法對生態(tài)水文的觀測提供了更加完善的研究設(shè)施。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007]—種地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法，包括以下步驟：
[0008](I)在予測定地表徑流的山坡上確定長方形徑流小區(qū)，長邊延坡向分布；
[0009](2)把市售長2m、寬Im規(guī)格的石棉瓦從寬的中間鋸開，形成長2m、寬0. 5m的石棉瓦;
[0010](3)沿長方形徑流小區(qū)兩長邊的邊緣和上方向的寬邊的邊緣挖深0. 2m的細溝，將步驟（2)鋸開的石棉瓦埋入細溝中，使其形成地下0. 2m，地上0. 3m的圍欄，在各石棉瓦的接縫處抹上水泥砂漿密封；在長方形徑流小區(qū)下方向的寬邊緣的內(nèi)側(cè)設(shè)置集水收集槽，集水收集槽的左右兩端分別與對應(yīng)的長邊的石棉瓦圍欄固定并抹上水泥砂漿密封連接，所述的集水收集槽為彩鋼瓦水槽；
[0011](4)在集水收集槽中間位置設(shè)置有一個孔，該孔與徑流收集管的一端連接，徑流收集管的另一端搭在主徑流收集桶的桶口上，主徑流收集桶的桶口低于集水收集槽的底面，在主徑流收集桶的桶壁上部沿等高線均布七個孔徑相等的分流孔，其中一個分流孔焊接一根鋼質(zhì)分流管，該分流管的另一端伸到分徑流收集桶的桶口上，分徑流收集桶的桶口低于分流孔，主徑流收集桶的桶壁下部和分徑流收集桶的桶壁下部均設(shè)置有一個出水孔，出水孔連接有出水管，出水管的出水口內(nèi)設(shè)置有橡膠塞；主徑流收集桶和分徑流收集桶均采用廢舊的鐵油桶；
[0012](5)主徑流收集桶和分徑流收集桶均用石棉瓦蓋頂。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法有以下有益效果：
[0014]采用本發(fā)明方法建設(shè)的地表徑流收集小區(qū)在水文監(jiān)測方面簡單易行，徑流量收集計算簡化，設(shè)有分徑流收集桶(現(xiàn)有地表徑流收集小區(qū)不具備分流池)，以保證暴雨情況下收集的徑流量依然準確，收集的徑流量數(shù)據(jù)能夠準確地反映實際的水土流失量。當(dāng)遇到暴雨分徑流收集桶中收集到徑流時，只需計算一個分徑流收集桶的徑流量乘以7，即得到分流總量。主徑流收集桶和分徑流收集桶均用石棉瓦覆蓋，還可省去計算徑流量時對降雨量與蒸發(fā)量的處理。簡化了徑流量的計算過程。
[0015]采用本發(fā)明方法建造簡便、成本低廉、不破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)、易拆除、不產(chǎn)生昂貴的后期維護的拆除費用、主徑流收集桶和分徑流收集桶不易裂縫，建設(shè)成本大幅度降低，與現(xiàn)有的地表徑流收集小區(qū)降低了 60%的費用。
[0016]現(xiàn)有用于研究的地表徑流收集小區(qū)一般用紅磚的水泥砂漿砌圍欄和徑流收集池，其費用昂貴，建一個地表徑流收集小區(qū)需建筑費用1500元、容易裂縫且不易拆除，后期維護和拆除費用高。采用本發(fā)明方法用廉價的石棉瓦和廢舊鐵油桶代替了紅磚和水泥砂漿，因而建造簡便、成本低廉、不破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)、易拆除、不產(chǎn)生昂貴的后期維護的拆除費用（改進前小區(qū)的后期維護費和拆除費也是一筆可觀的數(shù)目）、其主徑流收集桶和分徑流收集桶不易裂縫且易于拆除，本發(fā)明方法建一個地表徑流收集小區(qū)需建筑費用600元，本發(fā)明降低了 60%的費用。
[0017]因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法產(chǎn)生了預(yù)料不到的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖I是本發(fā)明長方形徑流小區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各標記依次表示：1_長方形徑流小區(qū)，2-集水收集槽，3-徑流收集管，4-主徑流收集桶，5-分流孔，6-分流管，7-分徑流收集桶，8-出水管，L表示長方形徑流小區(qū)的長，W表示長方形徑流小區(qū)的寬。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，各實施例的地點均在云南省昆明市盤龍區(qū)大板橋鎮(zhèn)，該區(qū)域為寶象河水庫上游匯水區(qū)，有部分山地區(qū)域是石質(zhì)山地和侵蝕陡坡，形成植物的“禿斑”區(qū)域，尤其在雨季形成大量的水土流失，對水源區(qū)造成面源污染。對該區(qū)域的植物修復(fù)就需要水文監(jiān)測來判定其可行性及有效性。
[0020]實施例I
[0021]地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法，其具體步驟如下：
[0022]I 、本試驗予測定的地表徑流收集小區(qū)的地點的選擇
[0023]所選擇的地表徑流收集小區(qū)的植被類型及監(jiān)測地點：地表徑流收集小區(qū)的監(jiān)測地點在云南省昆明市盤龍區(qū)大板橋鎮(zhèn)山地，該地表徑流收集小區(qū)上的植被修復(fù)類型為劍麻和象草搭配的石質(zhì)山地的修復(fù)類型，其中礫石與土壤的比為1:1，山地的坡度是15°，坡長25米；[0024]2、徑流收集小區(qū)的建設(shè)
[0025]參見圖1，（I)在上述予測定地表徑流的山坡上確定長方形徑流小區(qū)1，長邊延坡向分布即在順著坡向延伸的方向測量20m作為徑流收集小區(qū)的長，在垂直于長邊的方向設(shè)置該小區(qū)的短邊即長方形徑流小區(qū)的寬，形成20mX5m的長方形徑流收集小區(qū)，長方形徑流小區(qū)的長L=20m,長方形徑流小區(qū)的寬W=5m。
[0026](2)把市售長2m、寬Im規(guī)格的石棉瓦從寬的中間鋸開，形成長2m、寬0. 5m的石棉瓦；
[0027](3)沿長方形徑流小區(qū)I兩長邊的邊緣和上方向的寬邊的邊緣挖深0. 2m的細溝，將步驟（2)鋸開的石棉瓦埋入細溝中，使其形成地下0. 2m，地上0. 3m的圍欄，在各石棉瓦的接縫處抹上水泥砂漿密封；在長方形徑流小區(qū)下方向的寬邊緣內(nèi)側(cè)設(shè)置集水收集槽2，集水收集槽2為彩鋼瓦水槽，集水收集槽2的左右兩端分別與對應(yīng)的長邊的石棉瓦圍欄固定并抹上水泥砂漿密封連接；
[0028](4)在集水收集槽2中間位置設(shè)置有一個孔，該孔與徑流收集管3的一端連接，徑流收集管3的另一端搭在主徑流收集桶4的桶口上，主徑流收集桶4的桶口低于集水收集槽2的底面，在主徑流收集桶4的桶壁上部沿等高線均布七個孔徑相等的分流孔5，其中一個分流孔5焊接一根鋼質(zhì)分流管6，該分流管6的另一端伸到分徑流收集桶7的桶口上，分徑流收集桶7的桶口低于分流孔5，主徑流收集桶4的桶壁下部和分徑流收集桶7的桶壁下部均各設(shè)置有一個出水孔，各出水孔連接有出水管8，出水管8的出水口內(nèi)設(shè)置有橡膠塞；主徑流收集桶4和分徑流收集桶7均采用廢舊的鐵油桶，
[0029](5)主徑流收集桶4和分徑流收集桶7均用石棉瓦蓋頂。
[0030]3、數(shù)據(jù)的采集，按常規(guī)方法在雨季來臨前清空主徑流收集桶4和分徑流收集桶7中的雜物，蓋好石棉瓦，疏通好水流的通道。一場有效降雨結(jié)束后，用木棍攪勻桶中收集的雨水和泥漿，把混勻的泥水收集到事先準備好的洗凈的礦泉水瓶中，帶回實驗室測地表徑流的含沙量，可溶態(tài)N、P含量，以及顆粒態(tài)的N、P含量。地表徑流量的計算即為：徑流量小時為主徑流桶中的水量(未形成分流)，若降雨量足夠大形成分流，則地表凈流量為主徑流桶中的水量加七倍的分徑流桶的水量。
[0031]實施例2
[0032]實施例2除以下措施不同外，其余措施與實施例I相同，不再贅述。
[0033]I、本試驗予測定的地表徑流收集小區(qū)的地點的選擇
[0034]所選擇的地表徑流收集小區(qū)的植被類型及監(jiān)測地點：地表徑流收集小區(qū)的監(jiān)測地點在云南省昆明市盤龍區(qū)大板橋鎮(zhèn)山地，該地表徑流收集小區(qū)上的植被修復(fù)類型為豆科灌草紫花苜蓿、灌木坡柳及喬木黃花槐的喬灌草符合修復(fù)模式，該模式建立在對侵蝕陡坡的生態(tài)修復(fù)中山地的坡度是45°，坡長為30m ；
[0035]其徑流收集小區(qū)的建設(shè)和數(shù)據(jù)采集與實施例I 一致。
[0036]本發(fā)明方法在主徑流收集桶的桶壁上部沿等高線均布七個孔徑相等的分流孔，其中只有一個分流孔連接有分流管及對應(yīng)的分徑流收集桶，其它6個分流孔不接分流管及對應(yīng)的分徑流收集桶，直接露在外面，當(dāng)遇到暴雨分徑流收集桶中收集到徑流時，只需計算一個分徑流收集桶的徑流量乘以7，即得到分流總量。其計算方法簡便，又節(jié)約成本。
[0037]采用本發(fā)明方法改進后的地表徑流收集小區(qū)比現(xiàn)有的徑流收集小區(qū)大幅度地節(jié)約了成本，比改進前降低了 60%的費用，且改進前小區(qū)的后期維護費和拆除費也是一筆可觀的數(shù)目。具體計算如下：
[0038]I、現(xiàn)有的用于研究的地表徑流小區(qū)一般用紅磚的水泥砂漿砌圍欄和徑流收集池，其費用昂貴、容易裂縫且不易拆除，也不具備分流池。用現(xiàn)有方法建的同一規(guī)格的地表徑流收集小區(qū)預(yù)算如下：
[0039]紅磚規(guī)格為：240mmX 115mm X 53mm
[0040]普通砂衆(zhòng)厚度為：10mm
[0041]紅磚單價為：0. 5元
[0042]建單層紅磚砂漿砌成的地下20cm、地上30cm的圍欄在厚度上需要的磚數(shù)為：50cm/(5. 3cm+1cm)=8。
[0043]建20mX5m的矩形徑流小區(qū)圍欄，單層一周需要的磚數(shù)為：50m/0. 24m=209
[0044]整個圍欄需要的磚數(shù)為：209X8=1667塊
[0045]所需紅磚的價格為：1667 X0. 5=834元
[0046]建總?cè)莘e為900L的徑流收集池的規(guī)格為：長100cm,寬100cm，高90cm。
[0047]其所需的紅磚數(shù)為 ：（1000X4/240)X (900/63)=239 塊
[0048]建徑流池所需紅磚價格為：239X0. 5=120元。
[0049]再加上人工費、材料運輸費等，現(xiàn)有同規(guī)格的地表徑流小區(qū)大約需要建筑費用1500 元。
[0050]2、采用本發(fā)明改進后的地表徑流收集小區(qū)的預(yù)算如下：
[0051]石棉瓦規(guī)格為：20CtamX IOCtamX 6臟；
[0052]石棉瓦單價為：15元
[0053]200L廢油桶的單價為：50元
[0054]100L的廢油桶（即半個200L的油桶）的單價為：25元
[0055]建半塊石棉瓦圍成的地下20cm、地上30cm的圍欄需要的石棉瓦數(shù)為：((20+20+5+5) m/2m)/2=13塊；蓋徑流池需I塊石棉瓦
[0056]所需石棉瓦價格為：（13+1) X 15=210元
[0057]油桶價格為：50+25=75元
[0058]再加上人工費、材料運輸費等，改進后同規(guī)格的地表徑流小區(qū)大約需要建筑費用600 元。
[0059]可見，本發(fā)明方法節(jié)約成本60%。
【權(quán)利要求】
1.一種地表徑流收集小區(qū)的建設(shè)改進方法，其特征在于： (1)在予測定地表徑流的山坡上確定長方形徑流小區(qū)，長邊延坡向分布； (2)把市售長2m、寬Im規(guī)格的石棉瓦從寬的中間鋸開，形成長2m、寬0.5m的石棉瓦； (3)沿長方形徑流小區(qū)兩長邊的邊緣和上方向的寬邊的邊緣挖深0.2m的細溝，將步驟(2)鋸開的石棉瓦埋入細溝中，使其形成地下0. 2m，地上0. 3m的圍欄，在各石棉瓦的接縫處抹上水泥砂漿密封；在長方形徑流小區(qū)下方向的寬邊的邊緣內(nèi)側(cè)設(shè)置集水收集槽，集水收集槽的左右兩端分別與對應(yīng)的長邊的石棉瓦圍欄固定并抹上水泥砂漿密封連接，所述的集水收集槽為彩鋼瓦水槽； (4)在集水收集槽中間位置設(shè)置一個孔，該孔與徑流收集管的一端連接，徑流收集管的另一端搭在主徑流收集桶的桶口上，主徑流收集桶的桶口低于集水收集槽的底面，在主徑流收集桶的桶壁上部沿等高線均布七個孔徑相等的分流孔，其中一個分流孔焊接一根鋼質(zhì)分流管，該分流管的另一端伸到分徑流收集桶的桶口上，分徑流收集桶的桶口低于分流孔，主徑流收集桶的桶壁下部和分徑流收集桶的桶壁下部均設(shè)置有一個出水孔，出水孔連接有出水管，出水管的出水口內(nèi)設(shè)置有橡膠塞；主徑流收集桶和分徑流收集桶均采用廢舊的鐵油桶； (5)主徑流收集桶和分徑流收集桶均用石棉瓦蓋頂。
【文檔編號】G01N33/24GK103487568SQ201310460082
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】王春雪, 紀中華, 方海東, 潘志賢, 閆幫國, 岳學(xué)文, 李紀潮 申請人:云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所