DB41_T 2078-2020径流小区布设与监测技术规程.pdf
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1、 ICS 13.080 CCS B 11 41 河南省地方标准 DB41/T 20782020 径流小区布设与监测技术规程 2020-12-30 发布 2021-03-30 实施 河南省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 引言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总则.1 5 选址与设计.2 6 监测设施设备.3 7 径流小区管护.5 8 指标记录与计算.5 9 资料整(汇)编.8 附录 A(规范性)径流小区信息表.9 附录 B(规范性)降水观测表.12 附录 C(规范性)径流小区田间管理记录表.14 附录 D(规范性)径流泥沙人工观测表.15 附录 E
2、(规范性)径流泥沙自动观测表.18 附录 F(规范性)其它项目观测表.19 附录 G(规范性)径流小区整(汇)编成果表.25 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河南省水利厅提出并归口。本文件起草单位:河南省水土保持监测总站、北京师范大学、河南省嵩县水土保持科学研究所。本文件主要起草人:衣强、刘刚、张红峰、李泮营、闫俊飞、靳春香、刘杰、刘明欣、孙俊青、焦剑、张岩、郭伟红、郭华、徐建昭、程焕玲、苗玉霞、程瑞芳、丁立、潘文玲、赵胜朝、李伟华、张聿锋、张静、姚贵奇、卢宁、张芳、张颢文、戚世强、谷启、孙国静、吴金玉、傅钧亚、张
3、君启、范俊武、畅会军。引言 为贯彻中华人民共和国水土保持法 中华人民共和国水土保持法实施条例 河南省实施办法,加强河南省水土保持监测网络,规范径流小区监测工作,保证监测成果的科学性和系统性,在全面总结水土保持监测工作和相关技术标准基础上,特制定本文件。径流小区布设与监测技术规程 1 范围 本文件规定了径流小区布设与监测的总则、选址与设计、监测设施设备、径流小区管护、指标记录与计算、资料整(汇)编。本文件适用于水土保持监测站点水蚀观测的径流小区的布设与监测。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;
4、不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 20465 水土保持术语 SL 21 降水量观测规范 SL 277 水土保持监测技术规程 SL 342 水土保持监测设施通用技术条件 SL 419 水土保持试验规程 3 术语和定义 GB/T 20465和SL 419界定的术语和定义适用于本文件。4 总则 径流小区布设与监测的内容包括:选址与设计、监测设施设备、径流小区管护、指标记录与计算、4.1 资料整(汇)编。径流小区应根据监测目的分类,除采取一致的设施设备管护外,不同类型径流小区的坡面管护不4.2 同。径流小区分类如下:a)根据径流小区面积分为微小型小区(水平投影面
5、积小于 20 m2的小区)、中型小区(水平投影面积 20 m2200 m2的小区)、大型小区(水平投影面积大于 200 m2的小区)等;b)根据监测目的分为土壤可蚀性小区、坡长小区、坡度小区、土地利用小区(按具体土地利用命名)、水土保持措施小区(按具体措施命名)等;c)根据监测方式分为人工监测小区、半自动监测小区和自动监测小区。径流小区建设应遵循先规划设计后建设的原则。4.3 径流小区设计应执行审核、批准制度。径流小区的设计一经批准,应遵照执行。因特殊情况需要4.4 进行设计变更的应履行设计变更手续。径流小区设计应明确所在位置坐标、高程、地形地貌和土壤等基础资料。4.5 径流小区建设完成和监测
6、设施安装调试完毕后,应由建设单位组织监测设施验收和档案验收。4.6 通过验收后,应及时采集径流小区信息,按附录 A 中表 A.1、表 A.2、表 A.3、表 A.4 和表 A.5 规4.7 定填写。径流小区的观测项目包括降水、径流、泥沙、土壤含水量、植被郁闭度和盖度、污染物浓度等。4.8 前 3 项是必测项目,后 3 项是选测项目。日降水量全年观测。其它观测项目每年应自第一次降雨产流至最后一次降雨产流期间观测。4.9 资料整理:每次产流后及时整理观测记录;每月汇总一次观测数据;每年最后一次产流结束后,4.10 汇总全年观测数据。资料整(汇)编:每年 1 月底前完成上年度观测数据整编工作,每年
7、2 月底前,将上年度整编成4.11 果刊印成册。每 5 年汇编刊印 5 年内所有整编成果。5 选址与设计 场地位置 5.1 5.1.1 选址应符合相关规划。5.1.2 确定径流小区建设位置,应符合以下规定:a)径流小区所在坡面反映当地主要地形地貌特点;b)有足够的坡面面积,可集中布设多个径流小区,裸地、耕地或草地小区之间设置 0.5 m1 m的保护带,乔木林地和灌木林地小区之间的保护带、或与上述小区之间的保护带按乔木林、灌木林平均株距设置;c)径流小区坡面为直型坡或通过改造成为直型坡;d)有良好的通达性,便于管理和观测;e)有建设雨量站、观测房、道路和排水系统等配套设施的场地。不同类型径流小区
8、场地 5.2 5.2.1 根据土地利用的植被类型或水土保持措施的规格大小确定径流小区规格,以能反映观测对象的空间特征为原则,应符合以下规定:a)土地利用为裸地、耕地、小型乔木或灌木林地、草地等小型植被时,一般采用中型小区规格;b)土地利用为大型乔木或灌木林地,以及规格较大的水土保持措施,如梯田、水平阶、水平沟、鱼鳞坑和大型果树坑等,一般采用中型小区、大型小区规格;5.2.2 建设各类径流小区时,宜保持原坡面的坡度和原始土壤剖面。需修整原坡面的,应符合以下规定:a)坡度小区依据当地主要坡度范围,至少布设 3 个不同坡度小区。需修整原坡面时,应选择附近相同土壤类型的农用地作为采土地点,采集表土填入
9、小区;b)土地利用小区坡面或土壤类型不满足要求,应选择符合要求的农用地作为采土地点,采集表土填入小区;c)采土地点需测定 0 cm30 cm 土壤容重,按小区坡面面积和土壤厚度 30 cm40 cm 计算土方量,并采集相应方量的 0 cm30 cm 表土填入小区;d)采集的土壤填入小区时,边填土边压实,以满足土壤厚度 30 cm40 cm 的要求;e)记录采土和填土信息,包括采集时间、地点、土地利用、土壤容重、采集深度、采集数量、填土数量、深度和压实过程等;f)填土后 12 年内的观测结果正常记录,应在观测表备注栏和整(汇)编资料说明部分中注明填土年份。5.2.3 生物措施小区所选择的植被类型
10、或生物措施,应符合以下规定:a)经济林选择当地大面积种植的品种;b)乔木、灌木和草选择当地优势品种或大面积种植品种;c)大型乔木或灌木,宜选择代表性林地所在坡面原地建设。植株数量沿径流小区宽度至少 5 株,沿坡面方向至少 10 株。移栽至小区的,密度和行间距应符合当地实际情况;d)成熟植株冠层不得伸出小区,大型乔木或灌木的林冠投影边缘与围埂间距保持 20 cm30 cm为宜。5.2.4 工程措施小区所选择的工程措施类型,应符合以下规定:a)应选择当地大面积实施的或采用新技术的水土保持工程措施;b)应建设对照小区。对照小区除无水土保持工程措施外,其它条件应与工程措施小区一致。对照小区坡度、坡长无
11、法与工程措施小区完全一致时,可保留原坡度,通过坡度或坡长修正实现观测数据地形影响的一致性。径流小区构成与建设 5.3 5.3.1 径流小区包括围埂、汇流槽、步道、保护带、排水系统和防护设施。5.3.2 围埂是设置在径流小区边界的隔离设施。围埂的建筑材料应不渗水、不吸水。一般采用水泥混凝土预制板或金属板,水泥混凝土预制板厚 5 cm 为宜,顶部呈向外侧斜的刀刃状。金属板厚 1 mm2 mm为宜。围埂上缘出露地表不小于 20 cm,下缘埋深至少 20 cm,围埂相互连(搭)接紧密,牢靠耐用。5.3.3 汇流槽是位于径流小区下边缘,有一定深度的汇集和输送径流的狭窄通道,汇流槽建设应符合以下规定:a)
12、汇流槽位于小区下边缘,长度与径流小区宽度一致,宽度 20 cm30 cm,由混凝土或砌砖砂浆抹面制成,中部有导流孔,并安装导流管。b)汇流槽内各处深度不同:两侧略浅,中部导流孔处最深,从两侧向中心应有一定比降,以防止汇流槽积水和泥沙淤积。如水平投影长 20 m、宽 5 m 的径流小区,汇流槽宽 20 cm,槽两侧槽深为 10 cm,中间槽深为 20 cm,槽底从两侧到中间的比降为 4%。c)汇流槽中部的导流孔直径一般为 10 cm25 cm,或按 50 年一遇年最大 24 h 点雨量设计。d)应在汇流槽增设拦网,避免枯枝落叶和杂草等堵塞导流孔。5.3.4 步道是建于径流小区之间的人行过道,便于
13、小区管护和观测。步道宽度宜 0.6 m1.0 m,可与保护带合并。5.3.5 保护带是位于每组径流小区两侧和顶部的区域。保护带内植被或地表条件应与径流小区一致。两侧径流小区植被状况不同,保护带按就低原则,与植被高度低的径流小区保持一致。5.3.6 排水系统分别位于径流小区上部、左右两侧和下部的集流设备区,分别排泄小区上部、左右两侧和径流小区来水。一般按 50 年一遇年最大 24 h 点雨量设计。5.3.7 防护设施是避免径流小区及其监测设施设备遭受破坏而安装的保护围栏、监控设备等。6 监测设施设备 降水量观测设备 6.1 6.1.1 降水量观测设备至少包括人工雨量器和自记雨量计各 1 台,应安
14、装在距离径流小区 100 m 范围内,并确保该范围内没有高大物体遮挡。有多个径流小区且相对分散,按径流小区数量和间距适当增加降水量观测设备。6.1.2 自记雨量计宜优先采用翻斗式或称重式雨量计,测量精度不低于 0.5 mm。翻斗式雨量计计时精度不低于 5 min/d。6.1.3 降水量观测设备安装场地选择、安装要求及辅助条件配置等按 SL 21 相关要求执行。集流测验设备 6.2 6.2.1 人工集流测验设备 6.2.1.1 人工集流测验设备包括导流管、分水箱和集流桶。6.2.1.2 导流管是连接径流小区汇流槽与分水箱或集流桶、或各级分水箱、或分水箱与集流桶之间的连接管,应满足以下规定:a)材
15、料为金属或 PVC(UPVC);b)各级导流管长度根据连接的上方和下方设备间距离确定;c)从上端汇流槽导流孔至下端集流桶进水口,各级导流管均保持一定比降,确保水流通畅呈明渠水流状态;d)所有连接处密封不漏水。6.2.1.3 分水箱是将径流等分为几部分只取其中一部分进入下一级设备的装置。径流小区产流量大不能全部收集,或安置区狭小无法放置大容积集流桶时,应安装一级或多级分水箱。分水箱应满足以下规定:a)分水箱为金属板制成的圆柱体或长方体,容积一般不超过 1 m3。由箱盖、进水口、过滤网、箱体、分流孔和排水口组成;b)分水箱后方靠近箱上沿设一个进水口连接导流管,前方并排有多个(奇数)口径一致的分流孔
16、,长方形或圆形孔。非裸地小区,箱体内安装过滤网过滤枯枝落叶和杂草,防止堵塞分流孔。奇数位于中间的分流孔通过导流管与下一级分水箱或集流桶的进水口相连;c)分流孔高度低于进水口高度,宜位于分水箱中部,以确保储存小径流,消除泥沙淤积导致的分流不均;d)排水口位于箱体底部,用于采集完样品后,人工排水、排泥沙。6.2.1.4 集流桶是收集经导流管输导的全部径流量和泥沙的箱体(或水池),是集流测验设备的最末端。集流桶应符合以下规定:a)集流桶为金属板制成的圆柱体或长方体,或用砖(石)砌成的水池,有盖;b)集流桶应设进水口和底部排水口;c)进水口通过导流管,与上方径流小区汇流槽或分水箱相连;d)排水口位于箱
17、体底部,用于采集完样品后,人工排水、排泥沙。6.2.1.5 以下集流设备按照 50 年一遇年最大 24 h 点雨量或 50 年一遇降雨和径流量进行设计:a)连接汇流槽与集流设备的导流管孔径;b)分水箱级数、分流孔数量、分流箱容积(分流口距箱底高度形成的净容积);c)集流桶容积(进水口距箱底高度形成的净容积)。6.2.1.6 分水箱与集流桶一般高度和直径(或边长)不大于 1 m,以便于人工搅拌泥沙和采样。6.2.2 自动集流测验设备 6.2.2.1 自动集流测验设备通过数字式感应实现对径流量、土壤流失量自动监测。6.2.2.2 径流自动监测设备宜采用称重式或测流槽与超声波水位计相结合的方式。6.
18、2.2.3 径流小区产流推移质较多,且径流含沙量大,宜采用称重式。6.2.2.4 采用自动集流测验设备应至少进行 2 年人工观测对比,将经自动观测后的径流泥沙引入人工集流测验设备进行观测对比。6.2.2.5 自动监测设备量程应满足 50 年一遇 24 h 点雨量或 50 年一遇降雨和径流量观测需要。其它相关设备 6.3 6.3.1 含沙量测定设备主要包括 500 mL1000 mL 采样瓶若干、1200 mL1500 mL 烘干盒若干、全剖面采样器 12 个、烘箱 12 个、电子天平 12 个(精度 0.01 g)等。6.3.2 土壤水分测定设备应满足以下规定:a)土壤可蚀性小区宜安装土壤水分
19、自动观测系统,探头埋深分别为 10 cm、20 cm 和 30 cm;b)可采用便携式土壤水分观测设备代替土壤水分自动观测系统。6.3.3 观测植被覆盖度应配备照相设备、植被郁闭度和盖度计算软件。7 径流小区管护 径流小区管护内容 7.1 径流小区管护包括设施设备检查与维护、径流小区日常农事活动与田间管理。设施设备检查与维护 7.2 7.2.1 设施设备检查与维护包括检查径流小区与监测设施设备、配套设施等运行是否正常。7.2.2 降水量观测设备检查与维护按 SL 21 相关要求执行。7.2.3 径流小区检查与维护,应符合以下规定:a)禁止非工作人员进入小区;b)应定期检查小区围埂有无损毁、倾斜
20、和漏水现象,顶部、两侧和集流设施处的排水系统是否通畅,汇流槽、导流孔有无杂物泥沙淤积;c)土壤可蚀性小区砾石覆盖超过 10%时,应重建小区或重新填土。7.2.4 集流测验设施设备检查与维护,应符合以下规定:a)集流设施设备应放置水平;b)导流管内无杂物,不漏水;c)分水箱的分流孔无堵塞;d)集流桶和分水箱不漏水,盖子盖好。农事活动与田间管理 7.3 7.3.1 农事活动与田间管理应根据径流小区监测目的,采用与当地一致的方式在径流小区中翻地、播种、中耕、喷撒农药和收获等。7.3.2 裸地小区应保持连续的裸露休闲状态,清除植物至少 2 年,或作物残茬完全腐烂;每年按当地田间管理进行人工翻地,深度
21、15 cm20 cm,然后耙平;全年没有明显植物生长或结皮形成,保持植被盖度小于 5%。8 指标记录与计算 降水观测 8.1 8.1.1 降水观测分为人工雨量器观测和自记雨量计观测。采用多个降水量观测设备应分别编号、观测和整理资料。8.1.2 人工雨量器观测日降水量,除按 SL 21 相关要求外,还应符合以下规定:a)每天早 8:00 观测;b)日降水观测结果按附录 B 中表 B.1 规定填写;c)全年观测。8.1.3 翻斗式或称重式自记雨量计观测次雨量,摘录必要的次降雨过程,计算次降雨最大 30 min 雨强和降雨侵蚀力。除按 SL 21 相关要求外,还应符合以下规定:a)定期采集雨量计数据
22、,雨季应每月至少采集 1 次;b)采集后及时摘录侵蚀性次降雨过程,按附录 B 中表 B.2 规定填写;8.1.4 虹吸式翻斗式自记雨量计观测次雨量,摘录必要的次降雨过程,计算次降雨最大 30 min 雨强和降雨侵蚀力。除按 SL 21 相关要求外,还应符合以下规定:a)每天早 8:00 更换自记纸;b)在自记纸上记录次降雨量;c)及时摘录侵蚀性次降雨过程,按附录 B 中表 B.2 规定填写;8.1.5 符合以下条件之一的次降雨过程应摘录:a)侵蚀性次降雨(次雨量不小于 12 mm);b)次雨量小于 12 mm,但 15 min 内雨量超过 6 mm 的短历时、小雨量、大雨强降雨;c)不满足上述
23、条件,但发生产流的次降雨。8.1.6 单位降雨动能、次降雨总动能和次降雨侵蚀力按附录 B 中 B.3 规定计算。田间管理记录 8.2 对径流小区的翻地、播种、中耕、施肥、喷药和收获等田间管理应如实记录,包括田间管理的日期、内容、采用的工具和对土壤的扰动深度等,按附录C中表C.1规定填写。径流泥沙观测 8.3 8.3.1 径流泥沙观测包括人工观测和自动观测。人工观测包括径流小区样品采集、室内样品处理和数据处理与计算,按附录 D 中表 D.1、表 D.2、表 D.3 和表 D.4 规定填写。自动观测根据设备输出结果进行整理,按附录 E 中表 E.1 规定填写。8.3.2 每次产流后应检查径流小区汇
24、流槽、导流管、分水箱和集流桶等是否存在溢流或损毁现象。存在溢流或损毁现象的,应在观测表备注和整(汇)编资料说明部分中记录溢流或损毁情况、处置方式和修复完成时间。8.3.3 人工观测采集集流测验设备中的径流泥沙样品,按以下规定操作:a)测量收集到径流的分水箱或集流桶水深,每个分水箱或集流桶在不同位置测量水深 23 次;b)收集到径流的分水箱或集流桶采集径流泥沙样品 23 个重复样;c)采集径流泥沙样品通常采用全剖面采样器进行采样。集流设备内水深小于 30 cm,以悬移质为主,且含沙量较低的,宜采用采样瓶进行采样。集流测验设备内泥沙过多,宜采用环刀分层采样,分层取 23 个泥沙样;d)采样完成后应
25、及时清洗集流设备,盖好桶盖。8.3.4 人工观测或半自动观测进行径流样品室内处理,宜采用烘干法测定含沙量,按以下规定操作:a)根据采样瓶编号,记录采样瓶“采样体积”。瓶未装满,用量筒量取清水倒满,“瓶号体积”减去“倒入清水体积”为采样体积;b)将采样瓶中样品倒入烘干盒,用清水冲洗采样瓶,将瓶中泥沙全部倒入烘干盒,并记录烘干盒编号;c)静置烘干盒直至泥沙完全沉淀,倒掉上部的清水。自然沉淀时间过长,可滴明矾溶液 12 滴,加速沉淀;d)倒掉上部清水的烘干盒放入烘箱,105 烘干 8 h12 h 至恒重,关闭电源,冷却 0.5 h。e)取出泥沙盒称重,记录“盒+干土重”;f)根据烘干盒号确定泥沙盒重
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