[发明专利]一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置及其操作方法，包括坡面本体、细沟、径流泥沙观测装置、重力侵蚀观测装置、地形观测装置和防护装置，细沟设置在坡面本体的顶端的中部处，防护装置、重力侵蚀观测装置和地形观测装置均固定设置在坡面本体的顶端，细沟的两边侧处均铺设有与坡面本体连接的轨道槽，两个轨道槽内部均滑动连接有两个移动滑块，两个相对的移动滑块之间分别与重力侵蚀观测装置和地形观测装置连接。本发明还公开了一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置的操作方法。本发明通过径流泥沙观测装置、重力侵蚀观测装置、地形观测装置，方便地研究坡面细沟形态演化过程，为细沟侵蚀模型的建立和水土保持生态建设提供理论依据。

技术领域

本发明属于水土保持研究装置技术领域，涉及一种观测装置及其操作方法，具体地说，涉及一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置及其操作方法。

背景技术

细沟是具有连续或不连续流路，可被人为耕作或自然的季节更替消除且不在原来位置重复出现的细小槽型侵蚀沟。细沟侵蚀是指坡面上形成细小沟道的情况下，集中水流对细沟沟头、沟底和沟壁土壤的分散、冲刷和搬运过程，该过程是坡耕地的主要侵蚀方式之一，也是坡耕地表土和养分流失的重要原因，在细沟侵蚀区，细沟侵蚀量占坡面总侵蚀量的70％左右。坡面上一旦产生细沟，坡面侵蚀方式即由片蚀转变为细沟侵蚀，坡面径流流速和流深均不同程度增加细沟内集中水流的侵蚀力与挟沙力远大于雨滴打击和坡面薄层水流所具有的侵蚀力和挟沙力，从而导致坡面侵蚀量显著增加。细沟侵蚀已经严重威胁边坡的粮食安全、生产生活安全和生态安全，研究坡面细沟演化规律已成为我国水土保持十分紧迫的任务。

细沟出现之后，随着降雨的继续进行，细沟在坡面上出现分叉、合并和连通现象，形成了复杂的侵蚀形态，进而演变成纵横交错的细沟网。坡面细沟网是水系发育的雏形，也是水系形态的缩影。细沟一旦形成，坡面泥沙输移速率会迅速增加，此时细沟形态在地形和水文上都具有重要作用。在实际研究中，全面系统地分析坡面上的每一条细沟，对客观揭示坡面细沟网发育过程及其形态特征有重要意义。细沟发育过程复杂，形态变化具有明显的时空演变特征。细沟侵蚀与其他沟道侵蚀不同的一个显著特点是细沟形态演化迅速。细沟侵蚀中水流剪切力是沟底下切的主要动力，溯源侵蚀能够增加细沟长度，沟壁崩塌则能影响细沟宽度。然而溯源侵蚀和沟壁崩塌的发生具有一定的随机性，监测和测量比较困难。因此创新一种监测细沟发育状况的装置显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置及其操作方法。

其技术方案如下：

一种用于坡面上细沟发育状况的观测装置，包括坡面本体、细沟、径流泥沙观测装置、重力侵蚀观测装置、地形观测装置和防护装置，所述细沟设置在坡面本体的顶端的中部处，所述防护装置、重力侵蚀观测装置和地形观测装置均固定设置在坡面本体的顶端，所述径流泥沙观测装置嵌设有在细沟的沟床末端，所述细沟的两边侧处均铺设有与坡面本体连接的轨道槽，两个所述轨道槽的内部均滑动连接有两个移动滑块，两个相对的所述移动滑块之间分别与重力侵蚀观测装置和地形观测装置连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述径流泥沙观测装置包括固定设置在细沟沟床末端的三角集流槽，所述三角集流槽的正下方设有与坡面本体嵌设连接的径流泥沙观测桶。

作为本发明的一种优选技术方案，所述重力侵蚀观测装置包括固定设置在细沟正前方的地貌仪和激光摄像头，所述激光摄像头通过第一支撑架设置在细沟的正上方，且所述第一支撑架的两端与其中两个相对的所述移动滑块固定连接，所述激光摄像头和地貌仪均与外接计算机连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述地形观测装置包括与其中另外两个相对的所述移动滑块连接的第二支撑架，所述第二支撑架的底端滑动安装有高清摄像头，所述高清摄像头与外接计算机连接。