[发明专利]一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法

摘要

本发明公开了一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法及装置，本发明提供的方法能够同时获取测验区坡面起始产流时间、起始产流降雨量、稳定入渗速率等关键水文参数，解决了田间尺度上准确定量获取喀斯特坡面水文参数的难题；采用野外原位非扰动测验水文参数的方法，能够最小限度减少土壤和岩石结构的破坏，保证水文参数结果真实可靠；提供的装置制作简单、投入小、携带方便、安装便捷，满足了在喀斯特地区评价坡面蓄水工程修建位置适合度的相关装置的实际需求。

主权项

一种确定喀斯特坡面蓄水工程修建位置的方法，其步骤包括：1)布设地表径流测验区在规划修建喀斯特坡面蓄水工程的区域内选择测验点，根据测验点地表起伏以及土壤岩石分布特点，确定测验点产流区边界，产流区面积小于模拟雨滴发生器能完全覆盖的范围；沿着产流区边界开挖浅沟，在浅沟内垂直插入可塑铝制挡板，形成闭合产流区，将挖沟产生的扰动土壤进行原位回填和压实，使可塑铝制挡板与回填土壤间无明显缝隙，同时用防漏膨胀土填充产流区外围的可塑铝制挡板与浅沟相交处，夯实以防止产流区径流漏出产流区域；在位于产流区下坡最低处的可塑铝制挡板紧贴土面处开孔，孔径大小与地表径流集流管外径一致，地表径流集流管一端贯穿插入孔内，地表径流集流管另一端连接地表径流集流桶以收集径流，地表径流集流桶桶口水平；在开孔区域填充膨胀土防止地表径流集流管与可塑铝制挡板之间出现缝隙，使产流区形成的地表径流完全进入地表径流集流管；雨量筒放置于产流区中心点，开口水平，钢尺朝垂直等高线的方向放置于产流区任意位置；2)降雨试验以及产流过程动态监测将模拟雨滴发生器垂直设置于产流区上坡位，使模拟雨滴发生器能完全覆盖产流区，选择无风时段进行模拟降雨，降雨开始后用秒表计时，同时控制降雨强度为100～120mm/h；降雨过程中准确记录起始产流时间t，地表开始产流后每隔10分钟记录一次地表径流集流桶内产流体积，直至连续四次产流体积基本一致时停止降雨，此时的地表径流速率便为稳定地表径流速率q，通过参比1米钢尺长度进而确定产流区实际面积A，同时对雨量筒承接的降雨进行体积量测，获取整个降雨过程中的平均降雨强度p，地表径流测验区坡度采用罗盘仪测定；所述的起始产流时间为降雨开始时至地表径流集流桶内有径流发生时的时间；3)评估喀斯特坡面蓄水工程修建位置适合程度判断喀斯特坡面蓄水工程修建位置是否合适的基本原理为采用水量平衡方程估算坡面稳定入渗速率，用公式表述为：i=p-qAcosα×10]]>以上公式中，i为坡面稳定入渗速率，mm/h；p为平均降雨强度，mm/h；q为稳定地表径流速率，L/h；A为产流区实际面积，m2；α为地表径流测验区坡度，°；起始产流降雨量计算公式为：Di＝p×t以上公式，Di为起始产流降雨量，mm；p为平均降雨强度，mm/h；t为起始产流时间，h；按照下表计算适合度得分，适合度得分＝起始产流时间得分×起始产流降雨量得分×稳定入渗速率得分；最高27分，最低1分，其中，27分～12分为适合，11分～6分为基本适合，5分～1分为不适合；