基岩地形对坡面水文过程的影响所需仪器.doc

附件： 喀斯特坡地水土过程观测仪器 一. 监测内容： 含水量、水位监测：如图1、2所示，（投影20m*5m）小区下方开挖断面，坡脚修建地表径流集流槽收集地表径流和泥沙，坡断面沿岩土界面沟槽壤中流，同时在坡断面最底端收集表层岩溶带侧渗水。在每个小区的坡上、坡下两个位置安装土壤水分监测土壤剖面含水量动态变化，每个位置监测个土层深度土壤含水量（表层0-cm、岩石土壤界面处），同时安装水位计监测坡面水位动态变化（如图1）。所有仪器均考虑了机动性，既可以满足同时对两个基岩起伏差异较大小区的密集监测需要，又可以将这些仪器分散到12个小区满足平时自然条件下的监测。 图1 水土过程观测径流场全貌图 图2 水土过程观测径流场小区监测仪器布置图 2. 产流过程、降雨过程监测：每个小区监测7个产流出口，具体为：1个地表径流出口、5个壤中流出口、1个表层岩溶带侧渗出口。为满足同时在两个小区进行实时动态监测的目的，共需购置14套翻斗式流量计（使用其中的12套便可以满足同时监测一个区组中全部小区的需求），在模拟降雨或自然降雨过程中记录产流量。同时购置两套翻斗式雨量计记录降雨过程（如图2）。二. 所需仪器： 1. 翻斗式自记流量计 （1）用途： 降落于小区的雨水，经填洼、下渗、蒸发等损失后，部分转化为地表径流，部分转化为壤中流和地下径流，每个小区布置7个产流出口，具体为：1个地表径流出口、5个壤中流出口、1个表层岩溶带侧渗出口。为满足同时在两个小区进行实时动态监测的目的，共需购置14套翻斗式自记流量计，用于在模拟降雨和自然降雨过程中的地表径流、壤中流、表层岩溶带侧渗的监测。 （2）工作条件： 在气温摄氏-10℃～60℃和相对湿度90%以上的环境条件下运行； 防水耐用，适合在野外恶劣环境下长期使用；供电简单，野外无需架设太阳能板和蓄电池。 （3）主要技术参数： 翻斗容量 翻斗20ml~1000ml。 主体尺寸 宽度 35cm 主体材质 不锈钢铝合金 过滤网 上部不锈钢滤网，方便清洁更换 时间标记分辨率 ≤ 1.0秒 测量精度 50 ml/s 时间精度 分钟/月 2. 土壤水分监测系统（1）用途： 在每个小区的坡上、坡下两个位置安装土壤水分监测土壤剖面含水量动态变化，每个位置监测个土层深度土壤含水量（表层0-cm、岩石土壤界面处）（个监测点）。小区之间使用数据采集器实现12个小区土壤水分传感器的全部或部分集成。 （2）工作条件： 适合在气温摄氏-10℃～50℃的野外恶劣环境条件下运行； 适合石灰土和高砾石含量土壤的测量。 （3）主要技术参数： 土壤水分传感器 测量范围 0% VWC~饱和 分辨率 0.1% VWC 精度 3% VWC以上 电缆长度 m，可延长到至少5米 土壤传感器 测量范围 -1500kpa，最大值最好能测到正压 测量精度 ±0.5kpa 电缆长度 数据采集器 可接传感器数量 个 接口类型 高速USB接口 数据存储容量 采样间隔设置为30分钟，至少可记录100天数据 3. 水位自动记录仪（1）用途： 选择4个小区，分别在坡上、坡中、坡下三个位置插入管水位计监测坡面水位动态变化（如图），共需12个水位自动记录仪。 （2）工作条件： 可以放入自制的测井中； 适合在测井干涸的环境条件下运行。 （3）主要技术参数： 可同时记录水位和温度； 最小分辨率能达到2 mm以上； 软件提供水位，压力补偿，温度的读数提供电池电量指示 完全密封设计，不需要通风口设计 数据下载USB接口 4. 自记录雨量计（1）用途： 测量和自动记录模拟降雨或自然降雨事件下的降雨过程和空气温度。自动记录、电池供电、自带数据采集器的翻斗式雨量记录仪。共需2。 （2）工作条件： 采用防腐材料，耐用可靠，适合在野外恶劣环境下长期使用； 采用HOBO微型数据采集器。 （3）主要技术参数： 可以反映降雨强度、降雨时间及降雨次数还可以测量空气温度 可选择移动式存储器下载数据 可自行设定起始时间和日期 具有防止系统掉电后数据丢失 分辨率0.2mm精度：1.0% 温度测量范围：0°C到70°C 温度测量精度：0.5°C（25°C时） 温度测量分辨率：0.1°C（25°C时） 存储温度范围：-20°C到+70°C 相对湿度范围：0到100%，防水设计