徑流小區(qū)若干技術(shù)問(wèn)題的研究及泥沙監(jiān)測(cè)方法

【摘要】徑流小區(qū)是對(duì)水土流失進(jìn)行定量定位觀測(cè)的前提，其對(duì)于當(dāng)?shù)孬@取徑流泥沙量是比較常用且準(zhǔn)確的一種方式。本文主要研究了徑流小區(qū)存在的若干技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)泥沙檢測(cè)方法做出了相關(guān)分析。

【關(guān)鍵詞】徑流小區(qū)；技術(shù)問(wèn)題；水土流失；檢測(cè)方法

一、徑流小區(qū)的若干技術(shù)問(wèn)題

（一）徑流小區(qū)選址與布設(shè)缺乏較強(qiáng)的代表性

徑流小區(qū)選址不僅可以體現(xiàn)出觀測(cè)站點(diǎn)的實(shí)際地位與作用，同時(shí)還是獲得準(zhǔn)確觀測(cè)數(shù)據(jù)的前提條件，對(duì)于觀測(cè)站點(diǎn)生命力將會(huì)產(chǎn)生很大影響。根據(jù)目前的徑流小區(qū)布設(shè)來(lái)看，依然有空間布局不合理的現(xiàn)象存在，比如，部分關(guān)鍵區(qū)域與水土流失類(lèi)型區(qū)還未實(shí)施徑流小區(qū)布設(shè)，無(wú)法讓水土流失監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求得到較好滿足等。此外，徑流小區(qū)選址還應(yīng)當(dāng)對(duì)該地的基本條件進(jìn)行充分考慮，譬如土地權(quán)屬是否清晰等方面，盡可能利用已經(jīng)具有的水文站點(diǎn)、科研院所試驗(yàn)點(diǎn)或者重點(diǎn)治理工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在對(duì)新址進(jìn)行選擇的過(guò)程中，一定要將土地使用權(quán)屬問(wèn)題加以明確，以此防止出現(xiàn)土地糾紛問(wèn)題，導(dǎo)致后期工作受到影響。

（二）徑流小區(qū)建設(shè)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符

建設(shè)徑流小區(qū)對(duì)于獲得準(zhǔn)確觀測(cè)數(shù)據(jù)具有重大作用，在當(dāng)前徑流小區(qū)的建設(shè)過(guò)程中，關(guān)鍵存在以下問(wèn)題：第一，在實(shí)際建設(shè)中，對(duì)于徑流小區(qū)下墊面的處理沒(méi)有予以足夠重視，通常忽略整地措施、相關(guān)工藝與程序應(yīng)當(dāng)保持高度一致。同時(shí)，選擇布設(shè)小區(qū)的坡面有很多不平整的現(xiàn)象，甚至還會(huì)有很大起伏，所以在建設(shè)小區(qū)的過(guò)程中必須將坡面進(jìn)行修整。因?yàn)槿狈唧w規(guī)定，部分小區(qū)的開(kāi)挖面相對(duì)較大，可能會(huì)為了保持相應(yīng)坡度而出現(xiàn)上挖下填的情況，從而導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)因此出現(xiàn)很大改變，使得徑流入滲與土壤侵蝕量的收集受到直接影響。第二，徑流小區(qū)周?chē)Ｗo(hù)帶或者隔離帶的設(shè)立無(wú)法滿足相關(guān)要求。設(shè)立保護(hù)帶與隔離帶的關(guān)鍵，就是為了避免牲畜與人為對(duì)此造成破壞，以此將邊際影響消除。保護(hù)帶寬度通常是2 米，同時(shí)需和周?chē)匀画h(huán)境保持高度一致，必要的時(shí)候還可以在外圍將柵欄防護(hù)加以設(shè)立。不過(guò)，根據(jù)目前較多小區(qū)保護(hù)帶的寬度與防護(hù)效果來(lái)看，還無(wú)法讓這一標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到真正滿足，并且人畜可以自由進(jìn)出，以至讓觀測(cè)設(shè)施出現(xiàn)損毀的現(xiàn)象，使得觀測(cè)質(zhì)量是受到較大影響。

（三）缺乏規(guī)范的數(shù)據(jù)采集和取樣操作

通常情況下，數(shù)據(jù)采集方法都被劃分成兩種類(lèi)型：第一，現(xiàn)代方法。關(guān)鍵包含了光電法等，此類(lèi)方法基本上能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行直接讀取，較為方便，不過(guò)受到野外條件與儀器設(shè)備成熟程度的影響，大部分依然處在試驗(yàn)研究階段，還沒(méi)有獲得普遍運(yùn)用與認(rèn)可。第二，傳統(tǒng)方法。此種方法現(xiàn)場(chǎng)僅有一些自計(jì)記錄儀，只可以實(shí)現(xiàn)徑流池水量的數(shù)據(jù)采集，對(duì)于泥沙部分都均需通過(guò)取樣分析。通常情況下，取樣量較大，頻次較多，那么效果便會(huì)更好。每次降雨以后均需對(duì)水土流失量進(jìn)行全面收集，其中主要包含集流槽滯留的泥沙、徑流池以及分流桶中的懸移質(zhì)和推移質(zhì)。在此環(huán)節(jié)當(dāng)中有幾個(gè)地方極易產(chǎn)生問(wèn)題：第一，集流槽滯留的泥沙易出現(xiàn)漏測(cè)；第二，徑流池當(dāng)中的水樣攪拌未達(dá)到均勻或者取樣時(shí)沒(méi)有準(zhǔn)確把握等；第三，丟棄沉積在池底邊角的泥沙，導(dǎo)致取樣缺乏完整，進(jìn)而使得土壤侵蝕量測(cè)定值偏小，無(wú)法將實(shí)際情況真正體現(xiàn)出來(lái)。

二、徑流泥沙監(jiān)測(cè)方法

（一）光電法

光電法主要是通過(guò)光線投射含沙水流的吸收與散射性，根據(jù)各種含沙量對(duì)光的衰減作用測(cè)量含沙量，一般使用透射法與后向散射法對(duì)含沙量進(jìn)行測(cè)量。我國(guó)在很早之前便開(kāi)始對(duì)此方面進(jìn)行了研究，有關(guān)人員研制了光電測(cè)沙儀，通過(guò)浸入式探頭能夠測(cè)量小于5千克/米的含沙量。同時(shí)，還有相關(guān)人員單片機(jī)測(cè)量技術(shù)、MATLAB數(shù)值分析技術(shù)等提出了一種基于計(jì)時(shí)法以及光電法的徑流量和含沙量的測(cè)量方法，進(jìn)而設(shè)計(jì)了坡面徑流量與含沙量同步在線檢測(cè)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果證明，除了濃度1到3 千克/立方米的溶液測(cè)出的含沙量存在很大誤差之外，其它濃度的誤差基本上都低于1%。不過(guò)，由于這種方法會(huì)因?yàn)楣庠春凸饷舾袀鞲衅髦g的距離、泥沙容重等各種不同情況受到影響，從而未獲得普遍運(yùn)用。

（二）烘干法

烘干法也可叫做稱(chēng)重法，就是取相應(yīng)量的樣品，對(duì)其原始質(zhì)量與烘干以后的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而確定樣品的實(shí)際含沙量。在使用烘干法進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，高溫和長(zhǎng)實(shí)踐加熱會(huì)致使土壤中的有機(jī)質(zhì)被碳化，這樣便會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的含沙量比具體含沙量產(chǎn)生很大差異。所以通常而言，傳統(tǒng)烘干法測(cè)量結(jié)果相對(duì)誤差范圍是-89.95%到-42.05%，平均為-75.54%，90%之后的樣本誤差高達(dá)50%。另外，此種方法測(cè)量周期相對(duì)較長(zhǎng)、過(guò)程較為繁雜，無(wú)法在線進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果僅是隨機(jī)時(shí)間段以內(nèi)的平均值，不能夠?qū)⒑沉康膶?shí)時(shí)變化真正反映出來(lái)。

因?yàn)楹娓煞ū容^容易實(shí)現(xiàn)，所以目前在實(shí)際運(yùn)用中十分依普遍，不過(guò)，樣品采集的精度與自動(dòng)化程度會(huì)使此種方法受到一定制約。當(dāng)前，徑流泥沙測(cè)量關(guān)鍵使用人工方法，不但需要耗費(fèi)大量時(shí)間與精力，很難確保攪拌取樣的代表性，并且還不能獲得徑流泥沙變化過(guò)程的樣品。因此，為了進(jìn)一步優(yōu)化存在的缺陷，有關(guān)人員針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方法在石質(zhì)山區(qū)存在的局限性，提出了分層測(cè)量的方法，在很大程度上讓測(cè)量的精度得到有效增強(qiáng)，從而使測(cè)量的平均誤差下降-2.77%。此外，為了使小流域徑流泥沙的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，還有相關(guān)人員專(zhuān)門(mén)研制了一種針對(duì)小流域徑流泥沙的自動(dòng)采集器，同時(shí)利用模擬試驗(yàn)對(duì)采集器的適用性、可靠性以及檢測(cè)精度進(jìn)行了驗(yàn)證，進(jìn)而得知其和標(biāo)準(zhǔn)值的平均相對(duì)誤差僅是0.42%。針對(duì)流域卡口站徑流泥沙樣品的采集來(lái)講，因?yàn)楸┯陱搅鞒霈F(xiàn)時(shí)間具有不確定性與徑流量偏大的特征，所以傳統(tǒng)人工采集方法和集水池法難以準(zhǔn)確采集徑流泥沙樣品。

結(jié)束語(yǔ)：

對(duì)于水土流失定量觀測(cè)來(lái)講，徑流小區(qū)是獲取該地徑流泥沙量最為常用的一種技術(shù)方法。當(dāng)前，雖然我國(guó)建設(shè)了大量徑流小區(qū)，不過(guò)在徑流小區(qū)的具體建設(shè)與觀測(cè)中仍然存在較多問(wèn)題，所以，有關(guān)人員一定要對(duì)此予以高度重視，并進(jìn)一步研究徑流泥沙監(jiān)測(cè)方法，這樣才能夠?qū)λ亮魇闆r進(jìn)行更好的控制。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王洪， 許躍華， 唐萍，等. 兩種測(cè)定徑流小區(qū)泥沙量采樣方法的比較[J]. 南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)， 2014（4）：74-76.

作者簡(jiǎn)介：廖先春（1979年12月-），女，漢族，四川省攀枝花市人，中專(zhuān)，助理工程師，從事水土保持工作。