一種用于南方果園地表徑流原位測量的方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明涉及一種用于南方果園地表徑流原位測量的方法，屬于水土保持技術領域。主要用于平原或丘陵山區果園地表徑流野外測量，用以估算果園土壤養分地表徑流損失系數。
[0002]【背景技術】:
農田土壤和養分的地表徑流流失不僅造成耕地土層變薄、土壤顆粒變粗、肥力下降，直接導致土地生產力的降低，也會降低肥料利用效率，而且會對周邊水網水體環境造成潛在污染風險。目前，果園地表徑流野外監測采取徑流池收集法和流量計測量法等方法。徑流池收集法是對自然降雨條件下單位面積果園所產生徑流水進行全量收集測量的方法，其優點是可以精確確定單次降雨過程農田徑流量，但其要求建設標準徑流收集池(磚混結構或水泥整體澆筑)，建設成本和維護維修費用較高，且徑流收集池容積大小受農田面積、當地降雨情況及果園立地情況等相關因素限制。同時，每次收集徑流后需要耗費大量人力對收集池進行排水清洗，以便下一次徑流收集。流量計測量法是對將特定區域果園所產生地表徑流導流通過流量計進行計量的方法，其優點是操作方便、設施簡易、便于野外作業。但是，應用該方法測量過程中由于地表徑流水流速不穩定，會導致測量結果精確度難于控制。
[0003]
【發明內容】
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技術問題:
果園地表徑流野外原位監測較大田作物難度大。由于果樹栽種密度稀疏，在測量其自然降雨條件下地表徑流過程中需考慮監測范圍(小區或大區)面積及其果樹數量，即應考慮監測小區代表性。若測量面積太小，所轄范圍內果樹數量較小，果樹樹體樹勢對徑流測量影響較大。加之我國南方地區降雨量大，旱地果園徑流量大。為了克服前述測量方法不足之處，本發明提供一種用于南方果園地表徑流原位測量簡易設施，主要用于南方平原或丘陵山區果園地表徑流野外測量，該設施具有投資低廉、操作簡便、易于清洗、可以記錄徑流量、集水桶可更換、易復墾且不受集流面積限制等特點。
[0004]技術方案:
一種用于南方果園地表徑流原位測量的方法，其特征在于:
(一)測量設施設計:
測量設施由若干集流小區、導流溝、徑流液收集器、排水溝渠及徑流液計量裝置構成，集流小區設置單排果樹或雙排果樹，導流溝位于單排式集流小區一側或雙排式集流小區中間，徑流液收集器置于導流溝末端，排水溝渠位于導流溝末端徑流液收集器外側，排水溝渠用于匯集由導流溝輸出果園集流小區地表徑流，徑流液計量裝置安裝于排水溝渠末端，果園集流小區地表徑流匯集于排水溝渠后最終通過徑流液計量裝置精確計量后排出；所述集流小區，分為單排果樹或雙排果樹集流小區，單排式果樹集流小區寬度即為果樹種植行距，雙排式集流小區寬度為果樹種植行距的2倍；單排式集流小區緊鄰導流溝一側不設田埂，其余三側均設置土埂；而雙排式集流小區四周均設置土埂；土埂上覆蓋厚度為0.12mm的雙層聚乙稀白色塑料膜，埋深40_60cm ； 所述導流溝，包括導流總溝和導流支溝，導流總溝設置于單排式集流小區一側或雙排式集流小區兩行中間；所述導流支溝設置于集流小區內相鄰果樹間，與導流總溝方向垂直，根據果園生產實際及其立地條件順勢而設；
所述排水溝渠，果園集流小區所產生并經導流支溝和導流總溝匯集而來的徑流水通過徑流液計量裝置后進入直接外排，排水溝渠呈倒梯形，與集流小區平行而設，垂直于各導流總溝，為了防止集流小區與其外圍區域果園間養分和水分的交換，排水溝渠兩壁及底部均由厚度為0.12mm的雙層聚乙烯白色塑料膜覆蓋；
所述徑流液收集器，由徑流液導流槽、徑流液收集儲存桶和徑流液導流出水管相接組成，安裝于導流總溝末端，地下埋深30-35cm，徑流液導流槽和徑流液導流出水管與導流總溝處于同一水平面，徑流液導流槽與導流總溝相連，徑流液導流出水管與排水溝渠相連；所述徑流液導流槽安裝于徑流液收集儲存桶一側，半圓形或長方形，其直徑或寬度與導流總溝寬度相當；
所述徑流液收集儲存桶用以收集儲存果園集流小區所產生的徑流水樣，其水平橫截面為圓形或正方形，其橫截面直徑或寬度與導流總溝寬度相當，徑流液收集儲存桶安裝有帶把手桶蓋；
所述徑流液導流出水管安裝于徑流液收集儲存桶與導流槽相對的另一側，與徑流液導流槽處在同一直線位置上，與排水溝渠相連，流經導流總溝和徑流液收集儲存桶的徑流水經徑流液導流出水管匯入排水溝渠，徑流液導流出水管由外徑IlOmm的PVC管制成；
所述徑流液計量裝置，由基座、圍堰、水表、過濾網及蓋板組成:
所述基座由水泥整體澆筑而成，埋設于排水溝渠地下；
所述圍堰與基座相接，由兩面側面墻體和一面正面墻體組成，所述側面墻體由水泥整體澆筑而成，其高度與排水溝渠深度相當，長度與基座腰邊長度相當；
所述正面墻體由水泥整體澆筑而成，其高度與排水溝渠深度相當，長度與基座上邊長度相當；
所述水表，安裝于圍堰正面墻體底部中心位置，與排水溝渠相通，于果園降雨產流前后讀取表盤所示讀數，用以計量果園地表徑流水量；
所述過濾網，安裝于圍堰與排水溝渠交匯界面，用以對雜物的過濾，在圍堰上方安裝蓋板。
[0005](2)測量方法:利用步驟(I)所設計的測量設施，于果園降雨產流前后讀取水表盤所示讀數，果園降雨產流后收集集流小區末端徑流液收集儲存桶內的徑流樣品進行養分測定，即獲得南方果園地表徑流原位測量的果園養分流失量和地表徑流水量。
[0006]所述單排式果樹集流小區寬度為4-5m，雙排式集流小區寬度為8_10m ;土埂高度、寬度均為15-20cm ;導流總溝寬度30-40cm、深度20-30cm ;導流支溝寬度5-lOcm、深度3-5cm ;排水溝渠底部寬度40-50cm、頂部寬度60_70cm和深度60_70cm。
[0007]所述基座由水泥整體澆筑而成，其橫截面呈等腰梯形，底邊長度與排水溝渠底部寬度相當，為40-50cm，上邊長度25-35cm，高度30_40cm ;所述基座高度20_30cm。
[0008]所述所述過濾網，由2mm厚度的鍍鋅板沖孔制成，孔型采用圓形，孔徑8_10mmo
[0009]有益效果:
1、本發明可根據果園實際生產條件而采用單排式或雙排式集流小區，對于果園立地條件要求較低，且不受集流面積限制，也無需建設野外徑流池等設施，投資低廉，易于復墾。
[0010]2、本發明采用集流小區末端徑流樣品收集儲存與排水溝渠末端徑流水量精確計量相結合，實現果園養分地表徑流野外原位監測，操作簡便。同時，本發明徑流液收集儲存裝置易于清洗和更換。
[0011 ] 3、本發明徑流液計量裝置圍堰前端加裝過濾網、頂端加裝蓋板，可有效過濾排水溝渠中果園樹葉、枝條等雜物并防止果園其他雜物直接掉入圍堰，避免其對水表造成堵塞，進而影響監測效果。
[0012]【附圖說明】:
圖1為本發明的平面示意圖(單排式)
圖2為本發明的平面示意圖(雙排式)
圖3為本發明中的徑流液收集器立體結構示意圖圖4為本發明中的徑流液計量裝置立體結構示意圖圖5為本發明中的徑流液計量裝置平面結構示意圖
圖中，1-集流小區；2_集流小區田埂；3_導流總溝；4_導流支溝；5_徑流液收集器；6-徑流液收集儲存桶；7_導流槽；8_導流出水管；9_徑流液收集儲存桶蓋；10_排水溝渠；11-徑流液計量裝置；12_基座；13_圍堰；14-圍堰側面墻體；15-圍堰正面墻體；16_水表；17_過濾網；18_蓋板【具體實施方式】:
如圖1-圖5所示，一種用于南方果園地表徑流原位測量簡易設施，由集流小區1、導流溝、徑流液收集儲存器5、排水溝渠10及徑流液計量裝置11構成，若干個集流小區I可根據果園現有生產情況、種植方法及監測需求而定，以單排或雙排果樹為宜。導流總溝位于小區一側(單排式集流小區)或中間(雙排式集流小區)，徑流液收集儲存器5置于導流總溝3末端，排水溝渠用于匯集由導流溝輸出果園集流小區I的地表徑流，最終通過安裝于排水溝渠10末端的徑流液計量裝置11外排并精確計量。
[0013]所述集流小區I，可分為單排式集流小區(單排果樹)和雙排式集流小區(雙排果樹)。單排式集流小區寬度即為果樹種植行距，一般以4-5m為宜，雙排式集流小區寬度為果樹種植行距的2倍，一般以8-lOm為宜。單排式集流小區緊鄰導流總溝3 —側不設田埂2，其余三側均設置田埂2，而雙排式集流小區四周均設置田埂2，田埂2高度、寬度均以15-20cm為宜。同時，為了防止小區間養分和水分的交換，田埂2覆蓋厚度為0.12mm的雙層聚乙烯白色塑料膜(山東梁山隆昌塑料有限公司生產)，埋深40-60cm。集流小區I內相鄰兩棵果樹間可設置導流支溝4，降雨后可快速將果園地表徑流匯集至單排式集流小區一側或雙排式集流小區中間的導流總溝3，防止果園積水。
[0014]所述導流溝，包括導流總溝3和導流支溝4，導流總溝3設置于單排式集流小區I一側或雙排式集流小區I兩行中間，寬度以30-40cm為宜，深度以20-30cm為宜。所述導流支溝4設置于集流小區I內相鄰果樹間，與導流總溝3方向垂直，可根據果園生產實際及其立地條件順勢而設，寬度以5-10c