专利名称：一种坡面对比水文径流场的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物生态学领域中用于测量水文径流的技术，具 体地说是一种坡面对比水文径流场。
背景技术：
从维护生态平衡的角度考虑，森林的水文作用是不可忽视的，它能在 一定程度上调节和延缓洪水、消减洪峰、减小洪水频率和峰值，从而减轻
洪灾；反之，不正确的釆伐森林则会使洪峰频率增加，洪峰流量增大，易 导致洪涝灾害的发生。因而森林宜保不宜伐，但森林作为一种重要的资源， 它可为人类提供木材、林产品和能源，合理地开发利用将为人类带来巨大 的经济和社会效益。特别是在一些原始林区，适合釆伐的成过熟林占相当 的比例，林木生长量大为减退，有的自然枯损率几乎与自然生长率相等， 因此，这些地区的森林资源更应及时开发利用。森林经营措施对洪水的影 响很大，采取什么样的釆伐方式非常关键。例如1998年夏季，长江流域以 及松花江、嫩江流域发生了严重的洪涝灾害，主要原因之一是人类活动造 成的以森林植被锐减和水土流失为主的生态破坏，导致了森林生态系统的 水文、气象功能低下。那么，怎样才能做到既能有效利用森林资源造福人 类，又能避免不合理釆伐所造成的危害呢？从宏观的角度讲，是森林的 永续利用与可持续发展的问题。
径流量除与降雨量有关，还受前期径流量以及土壤蓄水能力的影 响。旱季降雨主要被土壤和植被吸收，小雨并不能对流域水源的补给 产生影响，对径流无贡献。降雨量和降雨强度是影响径流的重要因子。 地表径流历时一般较短，径流量陡涨陡落。两次降雨时间间隔则是维 持暴雨后径流的关键，间隔短则可发生第二次洪峰，间隔长则不能阻 止洪峰径流的消退。而目前能够有效的通过对水文径流的检测来评价对森 林的采伐是否合理，是十分有力和必要的。对于坡面对比水文径流场国内 曾有过报道，但从设计到目的，都与科学研究要求的差别较大，有的是单 一林型的、有的是皆伐后迹地，还有的是既无林又无任何植被，基本上不 具备科学实验研究的对比条件。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题 是提供一种用于测量水文径流坡面对比水文径流场。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用的技术方案是 本实用新型在同海拔、同降雨量、同坡度、同面积的三块并联且林型相似的第1 3林地周边及相邻分界处围设防水墙，在每块林地的坡底位置延 水泥墙设有汇流槽，经出水口与设于林地外的矩型槽相连，矩型槽内设巴 歇尔槽及红外测流仪，红外测流仪的检测信号经数据处理器接至监测计算
机；分别在整块林地的四个角上安装自记雨量计；第l 3林地内的森林进行 处理，分别为第l林地保留原有的森林覆盖状态、第2林地进行择伐20~40%, 第3林地择伐60 80%。
所述防水墙是由钢筋混凝土结构和防渗布组成，防水墙连接的防渗布 垂直延伸至岩石层，距地表面2~3米；所述防水墙设于四周的部分为坡面 向外的单斜面，中间隔断部分坡面为尖顶双斜面；所述出水口设于各林地 坡底的中间位置；所述矩型槽由钢筋混凝土结构组成；所述第1 3林地规 格相同的矩形，其中长为200 400m，宽为100 200m;所述坡度为2~40度。
本实用新型具有以下有益效果及优点
1. 通过本实用新型可以测量同降雨量的径流，从理论上探讨哪种方式 对流域降雨-径流过程的影响程度，为对森林的釆伐程度是否合理提供的有 力的评价与观点。
2. 通过流域历史资料分析，森林和非森林流域水文测验、森林径流场对 比试验和森林植被生态观测，探明山地植被一土壤一大气中的水分平衡和 动态机理，揭示不同植被类型与林地结构对雨水分配、径流成份的影响， 提出森林对洪水、枯水及径流总量的定量影响关系。重点分析流域对森林 水文效应的作用机制，解决森林水文模拟的控制要素计算问题，研制出能 达到实用水平的森林流域分布式水文模型，利用该模型分析评价森林退化 与生态建设对流域水文环境的影响，为水资源变化预测及生态调控决策提 供科学依据。
图i为本实用新型的结构示意图2A、 2B分别为单斜面防水墙剖面图及双斜面防水墙剖面图3为矩形槽剖面图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种坡面对比水文径流场为在同海拔、同降雨 量、同坡度、同面积的三块并行邻接且林型相似的第1 3林地1 3，其中每 块林地长为200 400m，宽为100 200m,本实施例中三块林地的并行总长为 300m,宽为200m,第1 3林地1 3周边及相邻分界处围设防水墙，在每块林 地的坡底位置延水泥墙设有汇流槽5，经出水口与设于林地外的由钢筋混凝 土结构组成的矩型槽14相连，矩型槽14内设巴歇尔槽6及红外测流仪7，红 外测流仪7的检测信号经数据处理器8接至监测计算机9;自记雨量计10共4 台，分别安装于整块林地的四个角上；对第1 3林地1 3内的森林进行处理， 分别为第1林地1保留原有的森林覆盖状态、第2林地2进行择伐20~40 % ,本实 施例为30%,第3林地3择伐60~80%,本实施例为60%,具有上述结构的第1~3林地1 3形成了第1~3径流场。所述坡度为2 40度，本实施例釆用30度。 防水墙是由水泥、沙子、砖及钢筋开成的钢筋混凝土结构及防渗布组 成，防水墙连接的防渗布13垂直延伸至岩石层，高于地表2 3米。防水墙设 于四周的部分为坡面向外的单斜面ll，中间隔断部分坡面为尖顶双斜面12。 出水口设于各林地坡底的中间位置；矩型槽14也为钢筋混凝土结构； 当有降雨-径流时，由于有单斜面防水墙(如图2A所示)、双斜面防 水墙(如图2B所示)及防渗布(如图3所示)的作用，降雨-径流只能沿 坡面流向坡底的汇流槽5，然后经出水口、矩型槽14、巴歇尔槽6流出径 流场外。在径流经过巴歇尔槽6时，红外测流仪7将测量信号经数据处理 器8传入监测计算机9进行数据处理、分析，得到最终结果。
权利要求1. 一种坡面对比水文径流场，其特征在于在同海拔、同降雨量、同坡度、同面积的三块并联且林型相似的第1～3林地(1～3)周边及相邻分界处围设防水墙，在每块林地的坡底位置延水泥墙设有汇流槽(5)，经出水口与设于林地外的矩型槽(14)相连，矩型槽(14)内设巴歇尔槽(6)及红外测流仪(7)，红外测流仪(7)的检测信号经数据处理器(8)接至监测计算机(9)；分别在整块林地的四个角上安装自记雨量计(10)；第1～3林地(1～3)内的森林进行处理，分别为第1林地(1)保留原有的森林覆盖状态、第2林地(2)进行择伐20～40％，第3林地(3)择伐60～80％。
2. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述防水 墙是由钢筋混凝土结构和防渗布组成，防水墙连接的防渗布(13)垂直延 伸至岩石层，距地表面2 3米。
3. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述防水 墙设于四周的部分为坡面向外的单斜面(11)，中间隔断部分坡面为尖顶 双斜面(12)。
4. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述出水 口设于各林地坡底的中间位置。
5. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述矩型 槽(14)由钢筋混凝土结构组成。
6. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述第1~3 林地(1 3)规格相同的矩形，其中长为200 400m,宽为100 200m。
7. 按权利要求l所述的坡面对比水文径流场，其特征在于所述坡度 为2~40度。
专利摘要本实用新型涉及一种坡面对比水文径流场，在同海拔、同降雨量、同坡度、同面积的三块并联且林型相似的第1～3林地周边及相邻分界处围设防水墙，在每块林地的坡底位置延水泥墙设有汇流槽，经出水口与设于林地外的矩型槽相连，矩型槽内设巴歇尔槽及红外测流仪，红外测流仪的检测信号经数据处理器接至监测计算机；分别在整块林地的四个角上安装自记雨量计；第1～3林地内的森林进行处理，分别为第1林地保留原有的森林覆盖状态、第2林地进行择伐20～40％，第3林地择伐60～80％。通过本实用新型可以测量同降雨量的径流，为对森林的采伐程度是否合理提供的有力的评价与观点，揭示不同植被类型与林地结构对雨水分配、径流成份的影响，为水资源变化预测及生态调控决策提供科学依据。
文档编号G01F22/00GK201247085SQ200820015140
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月20日 优先权日2008年8月20日
发明者刘志民, 李晓晏 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所