水土保持監(jiān)測中的插釬觀測與降雨觀測

1、水土保持常用監(jiān)測手段及方法1插釬觀測（1）樣地四周30米范圍內(nèi)無與試驗項目無關(guān)的高大樹木和建筑物 等。（2）樣地坡面應(yīng)平整、不修或修坡盡量少（盡量選用自然坡面）。（3）插入土壤中的釬要牢固穩(wěn)定，不因風(fēng)吹雨打而松動。1.3設(shè)備配置：（1）常規(guī)配置：釬子若干個、雨量計和雨量桶（每個插釬徑流場配 置一套）、標(biāo)尺、取樣器設(shè)備（土鉆、土盒、環(huán)刀等）樣品分析設(shè)備（烘 箱、天平等）。（2）選擇性配置：土壤物理性質(zhì)觀測設(shè)備（張力計、土壤水分測定 儀、剪力器等）。（3）雨量觀測設(shè)備，按照中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL21-90執(zhí)行。1.4技術(shù)要求：（1）工作環(huán)境：插釬樣地周圍應(yīng)布設(shè)步道，保證降水后觀測人員能 到達扦

2、插點。樣地應(yīng)不受崩塌、側(cè)流的影響。（2）精度：插釬要盡可能的細，以減少插釬過程中對周圍地面的影 響；釬插角度誤差小于0.5度。天平精度1%，測量尺精度2毫米。（3）整體結(jié)構(gòu)要求：插釬成品字型或梅花型均勻分布于樣地上，釬 插深度要大于坡地土壤可能的侵蝕深度，地面要露頭，便于標(biāo)記或?qū)ふ摇?樣地四周要有欄桿。雨量計距離插釬的距離小于100米。（4）外觀質(zhì)量要求：釬子順直，插釬布設(shè)規(guī)范，標(biāo)記物統(tǒng)一牢固,標(biāo)志碑牌、樁的編號清晰、完整配套。（5）材料要求：插釬由硬木或膨脹系數(shù)小的金屬材料制成。圖8-3監(jiān)測鋼釬設(shè)置示意圖監(jiān)測鋼釬.50cm .: I監(jiān)測小區(qū)邊界125cm r二、降雨觀測各類侵蝕均與降水有關(guān)，

3、因此，水土保持部門要求降水觀測。在水 蝕區(qū)，小區(qū)徑流場和小流域徑流站都需要設(shè)降雨觀測點，要求在水土流 失期（一般是汛期）觀測要連續(xù)、完整、細致，在非流失期可不觀測（必 要時借用氣象站資料），或僅測定降水量。這里著重闡明流失期的降雨觀 測。（一）觀測場地選擇與雨量點密度1.場地選擇與布設(shè)收集降雨受周圍環(huán)境影響很大，因而，觀測場地應(yīng)避開強風(fēng)區(qū)，建 在周圍空曠、平坦的地方，不使樹木、建筑物等障礙物對觀測質(zhì)量造成 影響。在丘陵、山區(qū)，觀測場不宜設(shè)在陡坡上或峽谷內(nèi)，盡量選相對平 坦的場地，并使儀器口至山頂?shù)难鼋遣淮笥?0，還應(yīng)考慮交通條件， 保證觀測方便。小區(qū)徑流場設(shè)置的降雨觀測場，應(yīng)距最遠小區(qū)不超過

4、100m ；若徑流小區(qū)分散，可增加觀測點。安裝雨量器中需有一臺自記雨 量計和一臺量雨筒，以便分析校正。小流域雨量觀測點布設(shè)的要求是：流域地形及高程變化較小，且變化單一情況下，可以參考居民點均 勻布設(shè)；當(dāng)流域地形高程變化大地面起伏劇烈，可選典型地段布設(shè)，并 盡量布設(shè)均勻。觀測場確定后，應(yīng)加平整，地面種植牧草（草高不超過15cm），四 周設(shè)欄保護，防止人畜破壞。觀測場地大小及雨量器安裝位置如圖2-1 所示。安裝一臺儀器面積不小于4X4m2，安裝兩臺儀器面積不小于4X 6m2。圖2- 1 雨量觀測場平面布置圖2.流域雨量點密度流域雨量點的多少受流域面積、形狀和地形變化大小制約，也隨降 雨觀測服務(wù)的日

5、的而變。一般面積大、形狀變化大，地形復(fù)雜的流域， 雨量點密度要大；相反，雨量點可稀些，重點流域要研究暴雨量一面一 深的關(guān)系及暴雨中心、頻率、雨型和氣團活動對水土流失的影響等，因 而，雨量點密度要求大，僅反映降雨和產(chǎn)流量的關(guān)系，雨量點可少些。我國小流域雨量觀測，一般采用1km2面積，至少應(yīng)有1個雨量點。 在水土流失較嚴(yán)重的重點流域或地形復(fù)雜的流域，雨量點數(shù)按表2-1布設(shè)。表2- 1流域基本雨量點布設(shè)數(shù)量流域面積 （km2）0.20.2 0.50.5 2.02 5.0雨量點數(shù)25364758（二）儀器安裝及校正儀器安裝基本要求雨量筒是常用的量雨器，它只能測定一次降雨的總量，因之安裝在 有人駐守的雨

6、量點上。雨量筒結(jié)構(gòu)簡單，通常無需校正，但因出廠運輸 或其它原因，使承雨口變形、筒內(nèi)壁凸凹不光滑，或漏斗接觸不良，甚 至儲水瓶、量杯破壞，應(yīng)檢修或更換。降雨受多因素影響，在垂直高度 上分布不一，因此，我國規(guī)定量雨筒安裝高度為：器口至地面高0.7m， 且保持器口水平，三角架深入地面以下要牢固，防止被風(fēng)吹倒。自記雨量計常用的為虹吸式和翻斗式兩種，它可記錄降水過程及雨 量變化，需要觀測人員經(jīng)常檢查、換紙、加墨水等工作，因而常安裝在 徑流場（站）。它的安裝高度為0.7m或1.2m。為保持安裝穩(wěn)定、牢靠， 應(yīng)在儀器底部埋設(shè)基樁，或砼（磚）塊，并將三條拉線拉緊埋實，注意 保證器口水平（用水平尺檢查）。儀器校

7、正（1）雨量器的基本技術(shù)要求雨量器和自記雨量計的承雨口內(nèi)徑為200mm，允許誤差不超過0.6mm，面積 314.16cm2。自記雨量計量測精度相對誤差計算式為：式中：5 一測量誤差（）；w 儀器記錄水量（mm）；rw 儀器排出水量（mm）。d量測精度要求：量測精度在較小降水情況下，以絕對誤差表示， 超過10mm降水，以相對誤差表示。通常儀器的分辨率為0.1mm或 0.2mm，精度要求是：降水量=10mm時，量測誤差應(yīng)為2mm，最大不 超過4mm；降水量10mm時，量測誤差應(yīng)為2%，最大不超過土4%。自記雨量計的運行時差：機械鐘日差不超過：土 5min，石英鐘不 超過土 1.0min。記錄筆應(yīng)劃

8、線清晰、無斷線現(xiàn)象，且記錄調(diào)零機構(gòu)操作 方便、靈活，復(fù)零位誤差不超過儀器分辨力的二分之一。（2）檢查校正按照上述基本要求，在儀器安裝后須進行檢查校正。一般量雨筒在 儀器完整無變形的情況下，可不校正，或加入一定量的水，量測雨量筒 收集的水量，并作比較，計算誤差。對自記雨量計，除檢查時鐘、記錄 筆等部件外，主要檢查測量精度，是否符合規(guī)定要求。以虹吸式自記雨 量計為例來說明：用量雨杯（特制杯）量取10mm清水，分10次徐徐注 入承雨口，每次1mm，并記錄下每次自記筆的記錄值，當(dāng)剛好注完10mm 水時，虹吸應(yīng)立即發(fā)生。重復(fù)五遍，將試驗結(jié)果以累計加水量為縱坐標(biāo)， 相應(yīng)記錄值為橫坐標(biāo)，點繪成相關(guān)圖。若相關(guān)

9、線通過坐標(biāo)原點，且與坐 標(biāo)軸成45的百線，說明儀器無誤。否則，應(yīng)求出誤差，進行維修或更 換。最常見的故障是加完10mm水后不虹吸，或未加完10mm水早虹吸， 這是安裝虹吸管（玻璃制品小心安裝）有誤造成的，且在旋轉(zhuǎn)絲口時應(yīng) 加黃油密封。（三）降雨量觀測量雨筒雨量觀測（1）觀測時段及基本要求每天量雨筒觀測的次數(shù)及其包含的時間稱觀測時段。水保部門多 采用2時段和4時段觀測。即每天早8時和晚20時（2時段）觀測，或 晚上2時，早8時，午14時，晚20時（4時段）觀測，這是為滿足研 究的需要。若遇少雨或無雨天也可在早8時觀測一次。按氣象部分規(guī)定，降水過程中有間歇時，當(dāng)間歇時間超過15分鐘 后，間歇前后作

10、為兩次降水記錄；若間歇時間等于或小于15分鐘，則作 為一次降水記錄。降雨觀測。應(yīng)在降雨結(jié)束后及時觀測，這是為防止蒸發(fā)損失提高 精度所必須。在記錄降水量時，還應(yīng)記錄降雨起止時間。若觀測時降雨 未結(jié)束，則應(yīng)帶備用儲水瓶換取，此種情況只記降水量不記降水起止時使用量雨杯，應(yīng)兩手指捏住上口使之垂直，讀數(shù)時保持視線與杯 中水面凹面最低處齊平，讀至最小刻度。（2）暴雨觀測與調(diào)查暴雨是產(chǎn)生水土流失的重要降水形式，水土保持工作者都十分重視。 一般都采用加測的辦法，采集雨量數(shù)據(jù)或巡視，以防降水溢出儲水桶。 當(dāng)特大暴雨出現(xiàn)，無法進行正常觀測，應(yīng)盡可能及時進行暴雨調(diào)查。暴 雨調(diào)查應(yīng)組織好人力分頭進行。在雨區(qū)先要選擇好

11、被調(diào)查人和被調(diào)查承 雨器，如設(shè)在露天的缸、盆等，且雨前無蓄水，雨中無溢流，雨后損失 小的器具。通過量積（或稱重）及承雨口面積，和調(diào)查降雨起止時間、 降雨過程雨情變化及時間變化等資料，掌握雨型，測出降雨量。若在各 變化時段，有不同的雨量收集物收集降水，且滿足無溢出等條件，那是 十分寶貴的資料。注意在每一調(diào)查點應(yīng)有兩個以上的重復(fù)調(diào)查資料，以 相互印證，保證調(diào)查有一定精度。將調(diào)查得出的降雨量值點繪在較大比例尺平面圖上（1 / 1000地形 圖最好），可以繪制暴雨分布圖和等雨量線圖，得知暴雨中心及衰減變化， 也可推求出觀測區(qū)的暴雨和分部。區(qū)域暴雨調(diào)查的雨量點分布應(yīng)較均勻，且應(yīng)有一定數(shù)量。調(diào)查點愈 多，

12、暴雨分布圖愈能反映真實情況，調(diào)查點愈稀少，相對精度較低。一 般大范圍暴雨調(diào)查，一平方公里面積不少于一個調(diào)查點，對于靠近觀測 區(qū)的范圍，一平方公里不少于2個調(diào)查點。自記雨量計觀測自記雨量計觀測在每日8時整進行，當(dāng)降水量多或暴雨時要經(jīng)常巡 視，以排除故障，防止漏記降雨過程。以下說明虹吸式雨量計的觀測過（1）觀測程序準(zhǔn)備。觀測前，在備用記錄紙上填寫觀測月份和日期，沖洗量杯 和備用儲水瓶。每日8時整準(zhǔn)時到達雨量計處，并立即對著筆尖位置在記錄紙零 線上劃一短垂線，以便檢查時鐘快慢。正常情況下，若無雨或少雨時，將筆尖撥離紙面，換紙并加墨水， 上時鐘發(fā)條，此后，對準(zhǔn)時間，撥回筆檔，準(zhǔn)時記錄。若此時雨很大， 可以不換紙（記錄紙上能連續(xù)記26小時），讓其繼續(xù)工作，經(jīng)過兩小時 后再換紙。若已到10點雨仍很大，此時仍可不換紙，但需要撥開記錄筆 尖，轉(zhuǎn)動鐘筒，使筆尖越過壓紙條，將筆尖對準(zhǔn)時間坐標(biāo)繼續(xù)記錄，直到雨小時再換紙。在換記錄紙的同時，將下方儲水瓶帶回，放上備用瓶，以便量測 校正用。（2）觀測注意事項換記錄紙時，常出現(xiàn)浮子圓桶中有水而未能虹吸的現(xiàn)象（屬正常 現(xiàn)象），需注入一定體積清水，使其虹吸，帶回儲水瓶后要檢查注入量與 記錄量之差是否在：0.05mm之內(nèi)。若出現(xiàn)筆尖在10mm記錄紙上波動， 成為平頭線（屬不正?，F(xiàn)象