[发明专利]一种喀斯特露石的石面自然径流测定装置及测定方法

说明书

本发明公开一种喀斯特露石的石面自然径流测定装置及测定方法。所述测定装置的径流框包括相互连接并围成矩形的上挡板、下挡板及两个侧挡板，上挡板、下挡板及两个侧挡板的底部与预测定石面固定连接，导流板与下挡板内侧面连接形成导水槽，储水桶开口低于下挡板并置于径流框下部或一侧，导水槽较低一端设有径流输出接口，储水桶通过导水管与径流输出接口相连通，雨量筒包括量桶、垂直设于量桶上部且底部连通的漏斗，雨量筒设于径流框一侧，漏斗上方与径流框上方的植物种类和盖度一致。所述测定方法包括石面径流收集装置安装、雨量筒安置、数据收集、露石降雨截留率计算步骤。本发明具有结构和测定方法简单、安装便捷、成本低、稳定可靠的特点。

技术领域

本发明属于水土研究技术领域，具体涉及一种结构和测定方法简单、安装便捷、成本低、稳定可靠的喀斯特露石的石面自然径流测定装置及测定方法。

背景技术

出露岩石广泛分布是喀斯特生态系统最常见的景观，碳酸盐地区尤为突出，沙漠、草原、南北极的非碳酸盐生态系统中也有广泛分布。中国的喀斯特地区，若按碳酸盐岩出露面积计，为90.7×10⁴ km²，其中西南部以滇、黔、桂为主体，是世界上喀斯特面积分布最广、最集中、发育最强烈的地区。喀斯特地区由于成土速率低、土层浅薄、水土流失严重、岩石大面积裸露等问题，成为典型的生态脆弱区。

露石截流、分配的雨水对生态系统具有重要影响。西南喀斯特地区降雨相对充沛，但由于土壤储水能力低以及岩石渗漏性强等因素，植物仍然遭受着长时间的干旱胁迫，土壤水分的亏缺成为生态恢复与重建的最大难题。在石漠化较为严重的地区，出露岩石对周边的地表径流及土壤含水量意义非凡，其影响在强降雨过后的土壤斑块浅薄地带尤为显著。喀斯特生态系统出露岩石可以将收集的降雨再分配给土壤斑块，从而增加了周围土壤斑块的含水量，产生漏斗效应。不同露石可能给临近的土壤斑块带来不同的“漏斗效应”，影响到土壤水分和肥力的变异，精确量测露石分配给地表的雨水数量及其时空分布是研究生态系统中环境要素变异的基础，也是实现石漠化治理、设定各种调控、工程措施的基础，尤其是水利工程和造林工程。但是目前尚不清楚喀斯特露石能对降雨的汇集再分配产生多大的贡献率，因此找到一种测量喀斯特露石的石面自然径流的方法，分析其在喀斯特水文生态系统中的作用，对石漠化地区的生态恢复工作具有十分重要的参考价值。

水不仅是喀斯特地区植被的生命线，还是影响岩溶和土壤流失的重要作用因子，被视为是喀斯特石漠化的驱动力之一。中国西南喀斯特地区处于湿润温暖的气候区，碳酸盐岩溶蚀作用强烈，形成岩溶地区典型的地上和地下双层结构，输入石面系统的降雨容易沿岩石裂隙和管道向下渗漏，而表层土因含水量减少而土质疏松，遇降雨极易流失，基岩逐渐裸露，进而加重了喀斯特石漠化的程度。因此，实现对喀斯特露石径流的量化研究，掌握喀斯特露石径流的变化规律，进一步理解和认识喀斯特地区露石的生态作用，既是认识喀斯特生态系统演化机理的基础，也是我国南方生态建设乃至岩溶科学发展的必然要求，对喀斯特露石集中分布地区的生态恢复具有重要的参考意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题及不足，提供了一种结构简单、安装便捷、成本低、稳定可靠的喀斯特露石的石面自然径流测定装置，还提供了一种测量方法简单、过程稳定可靠的喀斯特露石的石面自然径流测定方法。

本发明的喀斯特露石的石面自然径流测定装置是这样实现的：包括径流框、导流板、导水管、储水桶、雨量筒，所述径流框包括相互连接并围成矩形的上挡板、下挡板以及两个侧挡板，所述径流框的上挡板、下挡板以及两个侧挡板的底部与预测定喀斯特露石的石面固定连接，所述导流板呈倒“L”形并与下挡板的内侧面固定连接形成导水槽，所述储水桶的开口低于下挡板并置于径流框下部或一侧，所述导水槽的较低一端设置有径流输出接口，所述储水桶通过导水管与下挡板的径流输出接口相连通，所述雨量筒包括量桶、垂直设置于量桶上部且底部与之连通的漏斗，所述雨量筒设置于径流框一侧，所述漏斗上方与径流框上方的植物种类和林冠盖度一致。