(一)一種便攜式水土流失動態(tài)監(jiān)測儀
工作原理:設(shè)置徑流小區(qū),實施人工模擬降雨,在產(chǎn)流產(chǎn)沙過程中收集水沙量,實時計算出土壤侵蝕模數(shù)。
特點:設(shè)備小型化,便于拆裝;設(shè)備輕便,便于攜帶;安裝操作快;數(shù)據(jù)自動采集計算。
評:生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測采用設(shè)施之一即為坡面徑流小區(qū)。需要對降雨產(chǎn)流泥沙進行觀測分析,以典型觀測推算整個建設(shè)區(qū)域裸露坡面產(chǎn)生土壤流失量。由于不同年際降雨時空分布皆有不同,因此實測結(jié)果較比試驗要準(zhǔn)確。目前在研制各地區(qū)土壤流失量模型時,為了補充所需的降雨條件、立地條件、不同覆蓋條件下土壤流失量,也有采用人工模擬降雨獲取試驗數(shù)據(jù)。但是為了生產(chǎn)實踐而用的模型卻是觀測數(shù)據(jù)為主,模擬降雨試驗為輔。同時,模擬降雨試驗是多次實施,不同降雨條件均要試驗多次。而作為生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測,采用該設(shè)備是為了提高工作效率和減少監(jiān)測成本。那么多次進行人工模擬降雨監(jiān)測土壤侵蝕模數(shù),顯然背離利用自動化來實現(xiàn)上述目標(biāo)的初衷。如果要實現(xiàn)上述節(jié)省成本目的,那么需要減少模擬降雨次數(shù),得出的結(jié)果可能與實際觀測結(jié)果差異會比較大,在準(zhǔn)確性上很難達到監(jiān)測要求。
工作原理:與傳統(tǒng)測釬原理相似,將同一軸線上、緊密排列的、等尺寸的多個微型光敏電阻作為長度測量工具,將其插入監(jiān)測樣地土壤中,每單位厚度的土壤被侵蝕后,將有一個微型感光元件露出地面,感光后光敏電阻值會急劇降低,使電路導(dǎo)通,通過AD轉(zhuǎn)化,將信息發(fā)送至單片機采集統(tǒng)計發(fā)生通路的光敏電阻數(shù)量,即可知道多少塊光敏電阻感光,通過單片機采集的感光光敏電阻數(shù)量變化顯示土壤侵蝕厚度,顯示方式可以是液晶顯示屏,也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程傳送。
特點:實現(xiàn)土壤侵蝕的實時觀測和遠程傳輸。
點評:簡易水土流失觀測場是生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測常用的設(shè)施,通過在坡面上垂直于坡面均線打入鋼釬(或木樁等),在每次暴雨后和汛期結(jié)束,觀測鋼釬頂距地面的高度,以此計算土壤侵蝕厚度和總的土壤侵蝕量。光電測尺主要是利用光電技術(shù)代替人工觀測,從實現(xiàn)自動采集遠程傳輸角度來講,該測尺使用是便捷的。但是考慮到野外工作實際,測尺一般是要相當(dāng)長的時間里插在土壤中的,而建設(shè)場區(qū)人為擾動及野外不可預(yù)知的因素比較多,對監(jiān)測工作至少會有以下兩方面影響,一是儀器設(shè)備容易丟失,這種自動化的設(shè)備價格與傳統(tǒng)鋼釬來比要高許多,丟失后果也大不一樣;二是風(fēng)吹雨淋產(chǎn)生的枯枝落葉以及降雨導(dǎo)致的土壤濺蝕泥漿遮蓋感光面,可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差和不準(zhǔn)(如果要保持準(zhǔn)確,要及時現(xiàn)場維護,清除這些影響,那么必然導(dǎo)致人工維護成本上升,失去了儀器自動快捷的現(xiàn)實意義)。在一些施工場地的監(jiān)測實踐中,監(jiān)測單位為了降低設(shè)備丟失成本,盡可能用低成本的竹制或木制插釬替代鋼釬。
(三)水蝕區(qū)土壤侵蝕標(biāo)尺
工具介紹:標(biāo)尺為三凹弧面棱柱,其中,**側(cè)面對應(yīng)的**弧線的弧度和弧長與第二側(cè)面對應(yīng)的第二弧線的弧度和弧長相同,所述**弧線所在圓的半徑大于第三弧線所在圓的半徑。其中,**側(cè)面和第二側(cè)面分別在其相交的一側(cè)涂覆與側(cè)面本體不同的顏色,第二側(cè)面和第三側(cè)面分別在其相交的一側(cè)和/或第三側(cè)面和**側(cè)面分別在其相交的一側(cè)設(shè)置刻度。
特點:避免了采用傳統(tǒng)測量工具量測過程中的量具因素、人為因素、視覺因素和環(huán)境因素,提高了測量精度。
點評:從技術(shù)本身來講,該標(biāo)尺提升了測量精度。但從市場角度來看,標(biāo)尺是用來測量水蝕或風(fēng)蝕厚度的,需要重復(fù)利用,那么這種僅服務(wù)于生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測的專用標(biāo)尺則很難量產(chǎn),其成本也將超過通用量尺或鋼釬,因此從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來講是不經(jīng)濟的。同時,在生產(chǎn)實踐中,因為讀數(shù)的人為誤差遠大于設(shè)備本身的誤差,那么糾結(jié)于采用準(zhǔn)確性高的標(biāo)尺,還是傳統(tǒng)的鋼釬、木釬,大概是沒有必要的。當(dāng)然,對于科學(xué)實驗而言,采用這樣的標(biāo)尺確有一定的實用價值。
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