幻灯片1 - 中国水土保持监测

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1、水土保持监测指标的测定方法北京林业大学张建军zhangjianjun@bjfu.edu.cn©风蚀量是指一定时间内被风吹走的地表物质量与堆积量之差，也就是地面高程的变化量。©因此只要是能够计量地面高程变化的方法均可以监测风蚀量。常用的方法有插钎法、风蚀桥法、三维激光扫描法。选择观测样地：©选择具有代表性的地块作为观测样地、面积1hm2。©地形要有代表性，地面物质的组成要有代表性，植被状况有代表性，©当监测地区风蚀地类较多时，需要在各种风蚀地类上选择样地，进行监测。观测样地调查：©地理坐标、坡度、坡向

2、、地面糙度、高程等地形地貌要素©土壤类型、土层厚度、土壤质地、粒径组成、容重、土壤含水量、有机质含量、团聚体含量等土壤要素©植被类型、种类、生物量、高度、覆盖度等植被要素布设气象观测设施：在调查样地附近安装小型自动气象观测站，实时测定监测期间的风速、风向、温度、湿度、降水量、太阳辐射、蒸发量、土壤含水量等指标。布设插钎：插钎为不易变形、热胀冷缩系数小、不易风化腐蚀的5mm粗、50cm长的钢钎。在观测样地内按2m×2m的间距将钢钎插入地面，地面以上保留30cm左右，每根钢钎都必须按顺序编号，并绘制钢钎

3、在观测样地内的分布图。观测：布设钢钎的同时用钢尺沿钢钎测量顶部到地面的距离，并按编号记录。©如果需要监测每次大风天气造成的风蚀量，则必须在刮风前后对观测样地内的每根钢钎进行测量，记录钢钎顶部到地面的距离。©如果监测一定期间的风蚀量或风蚀量的动态变化，则每隔一定时间对钢钎顶部到地面的距离进行一次测量。监测间隔可根据大风发生的频率确定，大风频率高，监测的间隔可以相对短一些，大风的频率低，监测的间隔可长一些。一般的监测间隔为15-30天。©观测时观测人员的脚应该离开钢钎一定距离（>30cm）,防止因踩踏钢

4、钎周围而造成测量误差。风蚀量计算：设间隔一定时间后每根钢钎顶部到地面的距离的变化量为⊿L，则风蚀量（厚度）H为：i如果计算出H为负值，说明监测样地发生了吹蚀，如果H为正值，则说明监测样地发生的风积。风蚀强度=H/TT为观测时段间隔©风蚀桥是用不易变形的金属制成的“Π”型框架，由2根桥腿和一个横梁组成。腿长50cm，梁长110cm，梁上每隔10cm刻画出测量用标记，并按从左到右顺序进行编号。©将风蚀桥按5m间距、与主风向垂直的方向插入监测样地内，桥腿插入土中30cm，要保证在重力作用下风蚀桥不会自然下

5、沉，桥梁尽可能保持水平。布设时需要对每个风蚀桥按顺序进行编号，并绘制风蚀桥在监测样地内的分布图。©布设风蚀桥后，用钢尺在每个风蚀桥梁上按从左到右的顺序，测量桥梁上表面到地面的垂直距离，每个风蚀桥上测量10个数据，这10个数据可以反映风蚀桥下地面高程的起伏变化的原始状态。©定期（15-30天）对观测样地内的每个风蚀桥按顺序进行观测，记录每个风蚀桥上每个测量标记到地面的垂直距离©观测时观测人员应该尽可能离风蚀桥一定距离，从侧面进行测量防止因踩踏风蚀桥下面而造成测量误差©计算出的地面高程变化量就是风蚀厚度

6、风蚀桥下地面高程的变化量（风蚀量）⊿Hj为©设观测场地内共布设并监测了m个风蚀桥，每个风蚀桥监测的风蚀量⊿H，观测场表层物质的平均容重为d，则观测场j的平均风蚀厚度H和平均风蚀量W为：风沙输移量是指在风的作用下单位时段内从某一观测断面通过的沙量。风沙输移量是风蚀监测的重要指标之一，常用集沙仪进行监测。集沙仪是用于收集地面以上随风一起移动沙量的仪器。有固定式和自动旋转式集沙仪之分。集沙袋集沙风向板进风口进风口排气孔固定轴图-36旋转式集沙仪示意图图-35集沙仪示意图©安装固定式集沙仪时，必须保证最下面

7、的进风口与地面平齐整个进风口处于水平状态。安装时必须将水平尺放在进风口上部检验是否水平，©进风口必须与主风向保持垂直，同时排气孔必须保持畅通假设某次大风从t时刻开始，到t时刻结束，有风的时段长12为⊿t,每个进风口的面积为S，每个集沙袋中的沙粒重为W，ii进风口的数量为n个，观测高度内的平均风速为V，不同高度上的风速为V,则：i但是，固定式集沙仪因固定在一个方向上，当风向发生变化时，从进风口进入的气流量就会减少，测量出集沙量相应的也少，当风向与进风口的方向垂直时，集沙仪就无法收集空气中的沙粒。由于自

8、然界中风向是随时变化的，因此用这种固定式的一个方向的集沙仪测定风沙输移量的误差会很大。利用集沙仪测定风蚀量©首先，在与主风向垂直的观测场的一边（进入边，风从这边进入观测场）均匀布设多个集沙仪，在另一边（离开边，风从这边离开观测场）也布设多个集沙仪。同时布设小型气象观测设备，同步观测风速风向、表层土壤水分等影响风蚀的要素。©其次，每次大风后收集每个集沙仪不同高度上集沙袋中沙量。计算每个集沙仪的单位断面风沙输移量W。©第三，根据进入观测场的输沙量和从观测场输出的沙量计算风