解析水土流失监测仪器设施有哪些

  随着生产建设项目水土保持监测工作的加强，监测用的设施设备形成了较大市场需求，围绕监测仪器设施开展了许多试验研究和技术创新工作。但是，研发人员在做仪器设施研制过程中，过于重视技术先进的本身，而缺乏对技术在实用性、便利性和性价比等方面有效评估。笔者结合野外工作实践和市场研究，以三种水土流失监测仪器设施为例，从实践角度对其进行点评，以期引起更多的研发者重视，更好地研制专业设备，推动行业技术水平提升。

  工作原理：设置径流小区，实施人工模拟降雨，在产流产沙过程中收集水沙量，实时计算出土壤侵蚀模数。

  特点:设备小型化，便于拆装；设备轻便，便于携带；安装操作快；数据自动采集计算。

  评：生产建设项目水土流失监测采用设施之一即为坡面径流小区。需要对降雨产流泥沙进行观测分析，以典型观测推算整个建设区域坡面产生土壤流失量。由于不同年际降雨时空分布皆有不同，因此实测结果较比试验要准确。目前在研制各地区土壤流失量模型时，为了补充所需的降雨条件、立地条件、不同覆盖条件下土壤流失量，也有采用人工模拟降雨获取试验数据。但是为了生产实践而用的模型却是观测数据为主，模拟降雨试验为辅。同时，模拟降雨试验是多次实施，不同降雨条件均要试验多次。而作为生产建设项目水土流失监测，采用该设备是为了更好的提高工作效率和减少监测成本。那么多次进行人工模拟降雨监测土壤侵蚀模数，显然背离利用自动化来实现以上描述的目标的初衷。如果要实现上述节省成本目的，那么需要减少模拟降雨次数，得出的结果可能与实际观测结果差异会比较大，在准确性上很难达到监测要求。

  工作原理：与传统测钎原理相似，将同一轴线上、紧密排列的、等尺寸的多个微型光敏电阻作为长度测量工具，将其插入监测样地土壤中，每单位厚度的土壤被侵蚀后，将有一个微型感光元件露出地面，感光后光敏电阻值会急剧降低，使电路导通，通过AD转化，将信息发送至单片机采集统计发生通路的光敏电阻数量，即可知道多少块光敏电阻感光，通过单片机采集的感光光敏电阻数量变化显示土壤侵蚀厚度，显示方式能是液晶显示屏，也能够最终靠网络进行远程传送。

  点评：简易水土流失观测场是生产建设项目水土流失监测常用的设施，通过在坡面上垂直于坡面均线打入钢钎（或木桩等），在每次暴雨后和汛期结束，观测钢钎顶距地面的高度，以此计算土壤侵蚀厚度和总的土壤侵蚀量。光电测尺主要是利用光电技术代替人工观测，从实现自动采集远程传输角度来讲，该测尺使用是便捷的。但是考虑到野外工作实际，测尺一般是要相当长的时间里插在土壤中的，而建设场区人为扰动及野外不可预知的因素比较多，对监测工作至少会有以下两方面影响，一是仪器设施容易丢失，这种自动化的设备价格与传统钢钎来比要高许多，丢失后果也大不一样；二是风吹雨淋产生的枯枝落叶以及降雨导致的土壤溅蚀泥浆遮盖感光面，可能会引起数据误差和不准（如果要保持准确，要及时现场维护，清除这些影响，那么必然导致人工维护成本上升，失去了仪器自动快捷的现实意义）。在一些施工场地的监测实践中，监测单位为降低设备丢失成本，尽可能用低成本的竹制或木制插钎替代钢钎。

  工具介绍：标尺为三凹弧面棱柱，其中，第一侧面对应的第一弧线的弧度和弧长与第二侧面对应的第二弧线的弧度和弧长相同，所述第一弧线所在圆的半径大于第三弧线所在圆的半径。其中，第一侧面和第二侧面分别在其相交的一侧涂覆与侧面本体不同的颜色，第二侧面和第三侧面分别在其相交的一侧和/或第三侧面和第一侧面分别在其相交的一侧设置刻度。

  特点：避免了采用传统测量工具量测过程中的量具因素、人的因素、视觉因素和外因，提高了测量精度。

  点评：从技术本身来讲，该标尺提升了测量精度。但从市场角度来看，标尺是用来测量水蚀或风蚀厚度的，需要重复利用，那么这种仅服务于生产建设项目水土流失监测的专用标尺则很难量产，其成本也将超过通用量尺或钢钎，因此从生产环节来讲是不经济的。同时，在生产实践中，因为读数的人为误差远大于设备本身的误差，那么纠结于采用准确性高的标尺，还是传统的钢钎、木钎，大概是没有必要的。当然，对于科学实验而言，采用这样的标尺确有一定的实用价值。

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