雪道融雪的水土流失测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种雪道融雪的水土流失测量装置及方法，包括径流小区、多个导流管、多个集流桶和激光测距仪；径流小区包括多个挡板和多个连接件；多个挡板竖直放置，通过连接件首尾相连形成闭合区域；闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和积雪层以形成径流小区；各导流管安装在挡板的不同高度用于将不同层的径流和泥沙导出；集流桶内水流量传感器用于自动测量径流小区的径流量；将集流桶内泥沙烘干后称重获取径流小区的产泥沙量；激光测距仪位于径流小区正上方的可移动测杆上，用于在不进入径流小区的情况下动态测量小区不同位置的地表侵蚀量；无人机用于测量径流小区的植被覆盖格局和盖度。本发明专利技术实现对径流小区水土流失数据的自动监测，提高精度。

【技术实现步骤摘要】
雪道融雪的水土流失测量装置及方法
本专利技术涉及水土流失
，尤其涉及一种雪道融雪的水土流失测量装置及方法。
技术介绍
近年来，滑雪场的数量、规模和滑雪人次都呈增长趋势，滑雪产业日益繁荣。雪道建设中，地形改造和土石方工程会使雪道区域原有植被遭受破坏，形成与自然土壤层次结构迥异，地表大面积裸露的长大坡面，生态功能受到削弱甚至破坏。雪道建成后，春末融雪径流汇集，夏季降雨冲刷集中，由于雪道坡面长大、雪层厚重、植被覆盖差甚至没有植被覆盖、回覆土层薄、基面硬度大和入渗蓄水性能差等原因，水力侵蚀力加大，侵蚀时期延长，细沟和冲沟侵蚀发育，不仅加大雪道及其上植被的维护费用，大幅度增加运营成本；甚至可能成为泥石流的策源地，威胁雪场下游城镇、交通和居民的安全。雪道弃置后，后续水土保持和生态恢复也需要对雪道融雪水土流失规律、雪道立地特征与适生植物选配进行研究，为雪道弃置后水土流失防治提供科学理论与数据支撑。综上所述对雪道的水土流失进行观测具有重要意义。现有技术中雪道的水土流失观测主要以原位观测为主，通过收集雪道融雪过程中径流量和含沙量的变化，以及融雪径流、土壤解冻深度等指标对融雪侵蚀的影响，探讨坡耕地融雪侵蚀过程及变化规律。通常，雪道基层结构复杂，坡面长大，人工覆雪厚度大，积雪密度大，其水土流失规律复杂，且雪道上不同部位的水土流失观测数据不同，因此原位观测很难推广到雪道上的其他部位。此外，现有技术中采用人工进入雪道的待测区域，使用直尺或侵蚀针对待测区域的侵蚀沟和侵蚀量等进行测量。但是，由于雪的特殊性，人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确。综上所述，现有技术中采用原位观测难以适用于整个雪道的水土流失观测，且人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确。
技术实现思路
本专利技术提供一种雪道融雪的水土流失测量装置及方法，用以解决现有技术中采用原位观测难以适用于整个雪道的水土流失观测，且人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确的缺陷，实现对雪道水土流失数据进行准确测量。本专利技术提供一种雪道融雪的水土流失测量装置，包括径流小区、多个导流管、多个集流桶和激光测距仪；所述径流小区包括多个挡板和多个连接件；其中，多个挡板竖直放置，并通过所述连接件首尾相连形成闭合区域；所述闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成所述径流小区；所述多个导流管安装在所述挡板的不同高度，用于将所述径流小区的不同高度的径流和泥沙导出；所述集流桶放置在每个导流管的出口下方，用于收集所述径流小区的不同高度的径流和泥沙；所述集流桶内安装有水流量传感器，所述水流量传感器用于测量所述径流小区的径流量；所述集流桶内收集泥沙用于对所述泥沙烘干后称重获取所述径流小区的产泥沙量；所述激光测距仪位于所述径流小区的正上方，用于测量所述径流小区的地表侵蚀量。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括测杆和显示装置；其中，所述测杆上标有刻度，用于测量所述激光测距仪的位置；所述测杆的两端沿着所述径流小区的横轴方向与所述径流小区的两侧挡板的顶部滑动连接，且测杆的高度大于所述积雪层的高度；所述激光测距仪通过滑动装置安装在所述测杆上；在外力作用下，所述激光测距仪在所述测杆上滑动；所述激光测距仪还用于将所述径流小区的地表侵蚀量发送给显示装置；所述显示装置用于显示所述径流小区的地表侵蚀量。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，所述岩土层包括基岩层、设置在基岩层上方的砾石层和设置在砾石层上方的土层；其中，位于所述径流小区内的砾石层、土层和积雪层的高度范围内的导流管的数量为一个或多个；所述导流管嵌插在位于所述闭合区域的坡度最低处的挡板上。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括多个温度传感器；所述多个温度传感器位于所述闭合区域内；每个温度传感器的高度分别在所述径流小区内的砾石层、土层或积雪层的高度范围内，用于测量所述基岩层、砾石层、土层或积雪层的温度。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括缓冲挡板；所述缓冲挡板围在所述径流小区的外围，且距离所述径流小区预设距离，用于阻挡所述径流小区外的径流。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括多个刻度尺；所述多个刻度尺设置在所述挡板上，用于测量所述径流小区的地貌，和/或测量所述激光测距仪的位置；其中，任一刻度尺与所述径流小区的底部垂直；或该刻度尺的一端与任一挡板的顶部的一端固定连接，另一端与该挡板的顶部的另一端固定连接。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括激光扫描仪、无人机和气象站；所述激光扫描仪用于扫描融雪前后所述径流小区的微地形；所述无人机用于摄影测量所述径流小区的植被覆盖格局和盖度；所述气象站用于测量所述径流小区所在范围内的气象因子，所述气象因子包括气温、湿度、辐射和风速。根据本专利技术提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，所述径流小区为多个；所述闭合区域设置在待测雪道上或所述待测雪道外；所述径流小区的岩土层的坡面结构层理、积雪层的覆雪厚度和密度与所述待测雪道一致。本专利技术还提供一种基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法，包括：在闭合区域内铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成径流小区；采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量；移动激光测距仪，获取所述径流小区的各位置点的地表侵蚀量。根据本专利技术提供的一种测量方法，所述采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量，包括：使用所述水流量传感器监测所述径流小区内积雪层和各岩土层的径流量，将所述积雪层和各岩土层的径流量相加，获取所述径流小区的径流量；对所述集流桶内收集的所述径流小区内积雪层和各岩土层的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区内积雪层和各岩土层的产泥沙量，并将所述积雪层和各岩土层的产泥沙量相加，获取所述径流小区的产泥沙量。本专利技术提供的雪道融雪的水土流失测量装置及方法，通过一方面采用具有待测雪道相关特性的径流小区对待测雪道的水土流失进行测量，以便类推到待测雪道的其他区域；另一方面，在径流小区的挡板的不同高度设置多个导流管，便于对径流小区的不同深度的岩土层和积雪层进行融雪径流和泥沙等进行测量，从而准确地获取反映整个雪道的径流量和产泥沙量；还在径流小区的正上方安装可移动式激光测距仪，用于在不进入径流小区影响融雪地表特征条件下对径流小区的不同位置地表侵蚀量进行动态测量，不仅可以降低人工观测的成本，还可以提高测量的精度。...

【技术保护点】
1.一种雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，包括径流小区、多个导流管、多个集流桶和激光测距仪；/n所述径流小区包括多个挡板和多个连接件；/n其中，多个挡板竖直放置，并通过所述连接件首尾相连形成闭合区域；/n所述闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成所述径流小区；/n所述多个导流管安装在所述挡板的不同高度，用于将所述径流小区的不同高度的径流和泥沙导出；/n所述集流桶放置在每个导流管的出口下方，用于收集所述径流小区的不同高度的径流和泥沙；/n所述集流桶内安装有水流量传感器，所述水流量传感器用于测量所述径流小区的径流量；/n所述集流桶内收集泥沙用于对所述泥沙烘干后称重获取所述径流小区的产泥沙量；/n所述激光测距仪位于所述径流小区的正上方，用于测量所述径流小区的地表侵蚀量。/n

【技术特征摘要】
1.一种雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，包括径流小区、多个导流管、多个集流桶和激光测距仪；
所述径流小区包括多个挡板和多个连接件；
其中，多个挡板竖直放置，并通过所述连接件首尾相连形成闭合区域；
所述闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成所述径流小区；
所述多个导流管安装在所述挡板的不同高度，用于将所述径流小区的不同高度的径流和泥沙导出；
所述集流桶放置在每个导流管的出口下方，用于收集所述径流小区的不同高度的径流和泥沙；
所述集流桶内安装有水流量传感器，所述水流量传感器用于测量所述径流小区的径流量；
所述集流桶内收集泥沙用于对所述泥沙烘干后称重获取所述径流小区的产泥沙量；
所述激光测距仪位于所述径流小区的正上方，用于测量所述径流小区的地表侵蚀量。


2.根据权利要求1所述的雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，还包括测杆和显示装置；
其中，所述测杆上标有刻度，用于测量所述激光测距仪的位置；
所述测杆的两端沿着所述径流小区的横轴方向与所述径流小区的两侧挡板的顶部滑动连接，且测杆的高度大于所述积雪层的高度；
所述激光测距仪通过滑动装置安装在所述测杆上；
在外力作用下，所述激光测距仪在所述测杆上滑动；
所述激光测距仪还用于将所述径流小区的地表侵蚀量发送给显示装置；
所述显示装置用于显示所述径流小区的地表侵蚀量。


3.根据权利要求1所述的雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，所述岩土层包括基岩层、设置在基岩层上方的砾石层和设置在砾石层上方的土层；
其中，位于所述径流小区内的砾石层、土层和积雪层的高度范围内的导流管的数量为一个或多个；
所述导流管嵌插在位于所述闭合区域的坡度最低处的挡板上。


4.根据权利要求3所述的雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，还包括多个温度传感器；
所述多个温度传感器位于所述闭合区域内；
每个温度传感器的高度分别在所述径流小区内的砾石层、土层或积雪层的高度范围内，用于测量所述基岩层、砾石层、土层或积雪层的温度。


5.根据权利要求1-4任一所述的雪道融雪的水土流失测量装置，其特征在于，还包括缓冲挡板；
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨建英，贾立海，梁德栋，史常青，倪广勇，赵廷宁，侯克，赵云杰，闫继斌，孙永康，赵玉根，罗广田，王亚欣，张冬阳，
申请(专利权)人：北京林业大学，河北省水土保持工作总站，北京北控京奥建设有限公司，北京林丰源生态环境规划设计院有限公司，北京川卅科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11