【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于壤中流调控与利用，涉及一种截水沟布设间距的计算模型、方法及其应用。
技术介绍
1、壤中流是土壤表层或不连续界面上形成的一种水流，是径流的组成部分。相比于地下径流具有较高的汇流速度；相比于地面径流汇流速度更低。土壤中的非毛细管孔隙、岩土裂隙、植物根洞和动物孔穴所构成的连续或不连续通道，可促成壤中流的发展。壤中流能够直接或间接引起土壤渍涝灾害，形成下湿地或土壤盐渍化，其面积约占黄土高原沟道耕地面积的30％，严重制约造地工程实施及其可持续性。同时滑坡、水土流失等自然灾害高危区面积约占黄土高原总面积的48％，而沟道壤中流是这些灾害的重要诱因之一。另一方面，壤中流对于干旱地区涵养水分、调节径流、控制养分流失等及流域水资源循环有着极为重要的作用，也是黄土高原沟道的潜在水资源。
2、目前对于壤中流的调控主要包括蓄水工程和防涝工程，其中蓄水工程包括构建水库、蓄水池、塘堰等；防涝工程则包括修筑排水沟、灌排两用渠与截水沟。通过这一系列的灌溉体系的构筑与施用，保护农田受自然灾害的影响同时提高了水资源的利用效率。现有技术对于截水沟中截留的壤中流的量研究较少，而截水沟的长度比较长，如果直接在截水沟监测，可能会受到降雨等诸多因素的干扰，导致监测结果不准确，且可操作性不强。因此提供一种截水沟流速与容量的计算模型具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决现有技术对于截水沟中壤中流的研究较少，截水沟的流速、容量以及截水沟布设间距没有具体计算模型的问题，本专利技术提供一种截水沟壤中流的计算模型
2、为实现本专利技术的技术目的，一方面，本专利技术提供一种截水沟布设间距的计算模型，包括获取单位长度截水沟饱和状态可存水量；由单位长度截水沟饱和状态可存水量、截水沟长度、灌溉基本用水定额和地块的长度计算得到截水沟布设间距，该间距用于布设截水沟。
3、进一步，一种截水沟布设间距的计算模型中，截水沟布设间距的计算模型为：截水沟的布设间距＝单位长度截水沟饱和状态可存水量×截水沟长度/灌溉基本用水定额/地块的长度。
4、进一步，一种截水沟布设间距的计算模型中，通过截水沟壤中流流速、截水沟壤中流补充速度以及截水沟的饱和容量计算得到单位长度截水沟饱和状态可存水量。
5、截水沟壤中流流速：c1＝s×v/(s截1×t)；
6、公式中：c1为壤中流的流速，cm3/h；s为单位面积，cm2；v为壤中流总量，l；s截1为观测实验的截面面积，cm2；t为收集壤中流的时间，h。
7、截水沟壤中流的补充速度：c2＝0.001c1×s截2；
8、公式中：c2为截水沟壤中流的补充速度，l/h；s截2为某一实际截水沟的截面面积，cm2。
9、截水沟的饱和容量：v1＝vh；
10、公式中：v1为截水沟的饱和容量，l；vh为水体高度为h时截水沟的体积，l；h为对应的水面距截水沟底部的高度，cm。
11、截水沟壤中流的补充容量：v2＝c2×24；
12、公式中：v2为截水沟壤中流的补充容量，l；c2为截水沟壤中流的补充速度，l/h。
13、单位长度截水沟饱和状态可存水量为截水沟的饱和容量与截水沟壤中流的补充容量中的较小值。
14、进一步，一种截水沟布设间距的计算模型中，将截水沟沟道分为上游、中游和下游分别计算截水沟壤中流流速、截水沟壤中流补充速度以及截水沟的饱和状态可存水量，沟道上游、中游和下游分别设立监测点。沟道上游监测点剖面为深度2m，宽度1.5m，设置3层壤中流收集装置，第1层距离地面50cm，第2层距离地面1m，第3层距离地面1.5m。沟道中游监测点剖面为深度2m，宽度1.5m，设置3层壤中流收集装置，第1层距离地面50cm，第2层距离地面1m，第3层距离地面1.5m。沟道下游土壤含水量较高，土层厚度较浅，下游监测点剖面为深度1m，设置2层壤中流收集装置，第1层距离地面20cm，第2层距离地面50cm。
15、另一方面，本专利技术请求保护一种截水沟布设间距的计算方法，包括：
16、获取壤中流总量后由壤中流流速的计算模型得到壤中流流速，通过壤中流补充速度的计算模型得到壤中流补充速度，通过截水沟壤中流补充流量的计算模型得到截水沟壤中流补充流量，通过截水沟饱和容量的计算模型得到截水沟饱和容量，通过比较所述截水沟壤中流补充流量与所述截水沟饱和容量的数值选取其中较小值为单位长度截水沟饱和状态可存水量，通过截水沟布设间距的计算模型得到截水沟布设间距。
17、另一方面，本专利技术请求保护截水沟布设间距的计算模型及计算方法在计算截水沟布设间距中的应用。该应用具体为黄土区域。
18、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：
19、本专利技术提供了一种壤中流监测，通过在上游、中游和下游分别布设监测点，上游和中游均设置3层壤中流收集装置，下游由于土壤含水量较高，土层厚度较浅仅设置2层壤中流收集装置，通过上述监测点以及监测装置的设立，进一步增强壤中流监测的抗干扰能力，确保监测结果的准确性。
20、本专利技术提供了壤中流总量、壤中流流速、截水沟补充速度以及截水沟饱和状态可存水量的计算方法，由上述模型能够量化沟道壤中流的具体数据。截水沟饱和状态可存水量的计算模型能够应用于截水沟布设间距的计算中，解决了现有技术中布设截水沟通常以经验确定布设间距的问题，为截水沟的布设间距提供决策依据，保障技术实施的合理性和高效性，提高水资源的利用效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种截水沟布设间距的计算模型，其特征在于，包括壤中流总量、壤中流流速、壤中流补充速度以及单位长度截水沟饱和状态可存水量的计算模型；
2.根据权利要求1所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，将所述截水沟分为上游、中游和下游，分别设立上游监测点、中游监测点和下游监测点，分别计算上游的壤中流总量、中游的壤中流总量以及下游的壤中流总量。
3.根据权利要求2所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述上游监测点和所述中游监测点的剖面深度均为2m，宽度均为1.5m；
4.根据权利要求3所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述3层壤中流收集装置中第1层距离地面50cm，第2层距离地面1m，第3层距离地面1.5m；
5.根据权利要求1所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述壤中流流速的计算模型为：C1＝S×V/(S截1×T)；
6.根据权利要求1所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述壤中流补充速度的计算模型为：C2＝0.001C1×S截2；
7.根据权利要求1所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征
8.一种截水沟布设间距的计算方法，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的截水沟布设间距的计算模型；
9.权利要求1～7任一项所述的截水沟布设间距的计算模型或权利要求8所述的截水沟布设间距的计算方法在计算截水沟布设间距中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，应用于黄土区域。
...【技术特征摘要】
1.一种截水沟布设间距的计算模型，其特征在于，包括壤中流总量、壤中流流速、壤中流补充速度以及单位长度截水沟饱和状态可存水量的计算模型；
2.根据权利要求1所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，将所述截水沟分为上游、中游和下游，分别设立上游监测点、中游监测点和下游监测点，分别计算上游的壤中流总量、中游的壤中流总量以及下游的壤中流总量。
3.根据权利要求2所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述上游监测点和所述中游监测点的剖面深度均为2m，宽度均为1.5m；
4.根据权利要求3所述的截水沟壤中流的计算模型，其特征在于，所述3层壤中流收集装置中第1层距离地面50cm，第2层距离地面1m，第3层距离地面1.5m；
5.根据权利要求1所述的截水沟壤中流...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩霁昌，张扬，孙增慧，雷娜，张盼盼，夏利恒，孙语彤，黎雅楠，代依伦，张金阳，张庭瑜，石磊，张静，
申请(专利权)人：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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