《水土流失智能监测》课件-课时14 观测场主要指标监测

水土流失智能监测Intelligentmonitoringofsoilerosion地表覆被监测02坡度与小微地形监测目录Contents0103风沙流与大气降尘监测04风蚀厚度监测地表覆被监测01地表覆被监测1、植被覆盖监测样方调查时间：每年5月31日、7月31日和9月30日样方随机调查，样方点位置与土壤样品采集点位置基本一致，共设3个平行样方（草本植被样方面积为1m×1m，灌木植被（灌草混生植被）样方面积为5m×5m，乔木植被（包括乔灌混生和乔灌草混生植被）样方面积为25m×25m）监测方法地表覆被监测1、植被覆盖监测非耕地植被覆盖度：直立植株的覆盖度、平铺地面枯枝落叶的覆盖度取3个平行样方的均值，用百分比表示(%)，取整数。直立植株的覆盖度（直立作物残茬和直立杂草）、枯枝落叶覆盖度（平铺在地面的作物秸秤和杂草）；地面平铺秸秆需依覆盖密度随机设置3个样方（1m×1m或2m×2m），收集样方内秸秆，经85℃通风烘干24h后测定干重。耕地植被覆盖率监测方法：目估法或照相法植被覆盖度监测地表覆被监测2、植被建群种或作物种监测监测方法：建群种监测时间：7月31日，5月31日和9月30日的植被建群种记录与7月31日监测结果相同3、植被平均高度监测时间：每年5月31日、7月31日和9月30日监测方法：单一植被（草本/灌木/乔木）选取1株高、1株矮、3株中等植株，计算5株高度算术均值为植被均高（m，保留两位小数）。混生植被（灌草/乔灌/乔灌草）：按直立的草本、灌木和乔木占总直立的植被覆盖度的比例，分别取中等植株测量，以算术均值作为均高（m，保留两位小数）。地表覆被监测4、植株侧影面积监测时间：每年5月31日、7月31日和9月30日监测方法：选取被测植株(方法同植被平均高度监测)。对被测植株照相。垂直背景板+刻度标尺+水平镜头对中拍摄。基于专用软件(DPVC，Photoshop等)计算单株的面积，取算术均值(cm²，取一位小数)。植株侧影面积照片地表覆被监测5、土壤结皮监测时间：每年5月31日、7月31日和9月30日监测方法：结皮面积：目估法，估算观测场内所有生成结皮的总面积占整个观测场面积的百分比。物理性和生物性土壤结皮厚度：游标卡尺，取观测场内的中心附近和四周附近各一处监测点的结皮厚度的算术平均数。结皮和无结皮表土的抗剪强度：微型十字板剪切仪，监测点与结皮厚度监测点布设在同一位置，若观测场内仅有部分地表形成结皮或完全无结皮时，需同步测定裸露表土的抗剪强度。地表覆被监测6、地表砾石和土块覆盖度监测时间：5月31日和9月30日监测方法：采用样方法，样方面积为0.5m×0.5m。使用毫米级刻度测量工具定量检测典型砾石与土块尺寸，通过校准数据降低目视估算偏差；基于校准结果，分别进行各粒径等级砾石和土块覆盖度（%）及及总覆盖度（%）的视觉评估，数据取整记录。坡度与小微地形监测02坡度与小微地形监测1、坡度和坡向（总坡度和坡向）监测时间：5月31日和9月30日监测方法：标定观测场边界最低点（坡脚）与最高点（坡顶）

坡长：坡脚-坡顶连线长度

坡向：连线走向

总坡度：连线与水平面夹角

若观测场内地形起伏较大，如沙丘，则采用测量型GPS/测绘仪绘制等高线图，标注沙丘的高度（H）、长度（L）、宽度（W）、面积（S）和走向（Sd）等主要参数坡度与小微地形监测2、微地形（沟垄、沙波纹、风蚀形成的凹凸不平微地貌形态）监测方法：链条法，取观测场内的中心附近和四周附近各一处监测点结果的算术平均值。具体步骤：将标定长度为L1的柔性测量链沿监测区域地面自然延展，测定两端实际间距L2后，按Ri=100(1-L2/L1)计算单点粗糙度值。最终通过五个采样点Ri值的算术平均获取地表综合粗糙度参数R。地表粗糙度监测风沙流与大气降尘监测03风沙流与大气降尘监测1、风沙流（土壤风蚀颗粒物与空气的混合流）监测时间：每月15日14：00时和月末14：00，强风天气单独观测（5.0m高度的风速达到8m/s时开始观测，风速小于8m/s时结束观测）监测方法：集沙仪，监测近地层的风沙流，以近地层风沙流结构推算完整风沙流中的土壤风蚀颗粒物流量。每个积沙腔收集的沙尘量等于两次称重的差。按集沙口尺寸（宽×高）及时间，计算每个集沙口在单位面积和单位时间内收集到的平均集沙量（g/（cm²•min））。如果在半月监测期内出现大风和强风蚀事件，则需要同时采取两种形式分别记录。整合半月观测期内各集沙腔总沙量，计算各集沙口在单位面积（cm2）和时间（min）内的平均集沙量。遇大风和强风蚀事件，分别记录各集沙口在单位面积和时间内收集到的平均集沙量。风沙流与大气降尘监测2、大气降尘监测方法：降尘缸，依据《环境空气降尘的测定重量法（GB/T15265-94）》规定，每个观测场安置3个降尘缸，间距3～5m，上缘离地面高度1.5m。可依需要布设不同高度的降尘缸，观测降尘在垂向上的通量。预处理采样处理计算观测前30min用蒸馏水清洁降尘缸，固定于支架干沉降法，取回降尘缸，以最小水量冲洗内壁至洁净，收集冲洗液至广口瓶（贴标签阴凉保存），随后复位降尘缸。静置36h后弃上清液，转移沉淀至烧杯，80℃烘干称重。按降尘缸口径换算单位面积尘量（g/m²，保留1位小数）若半个月监测期内发生沙尘暴事件，需专项监测降尘过程，监测和记录方式同风沙流。风蚀厚度监测04风蚀厚度监测监测方法：测钎（桩）法、风蚀桥法、微地貌扫描法等1）测钎（桩）法步骤平坦场地的测钎（桩）按10米间距呈“品”字形分布；地形起伏区（如沙丘），凸起处需增加测钎密度。1选用直径小于0.5cm、长度50-100cm钢钎（桩）铅垂打入地面。地下锚固深度0.6-0.8m，地上保留0.2～0.4m观测段。2每根测钎（桩）编号登记，记录初始安装或最近一次观测时测钎（桩）刻度。3风蚀厚度监测监测方法：测钎（桩）法、风蚀桥法、微地貌扫描法等1）测钎（桩）法步骤地面平坦的观测场，中心点+正北/东/南/西四向17m处各布设1座风蚀桥；对沙丘等局部地形起伏的观测场，在凸起部位加密布设。4

5n——观测场内的测钎（桩）数；Δhi——第i个测钎（桩）上次监测时出露地面高度与当次监测时出露地面高度的差值，mm；WED——负数时，代表观测场内处于风蚀状态；正数时，代表观测场内处于风积状态。式中：风蚀厚度监测2）风蚀桥法步骤地面平坦的观测场，中心点+正北/东/南/西四向17m处各布设1座风蚀桥；对沙丘等局部地形起伏的观测场，在凸起部位加密布设。1桥身垂直主风向，横梁与地面平行，长度100cm，桥梁上每隔10cm画标记点，桥腿埋深30~50cm确保稳固。2绘制观测场平面图、标注风蚀桥布设位置，登记编号并记录桥梁上表面到地面的垂直距离（mm）。3每个风蚀桥测10个桥梁上表面到地面的垂直高度（两端+8个十等分点），取算术均值为平均距地高度。4风蚀厚度监测2）风蚀桥法步骤强度较大的风蚀观测场（流沙地、翻耕耕地等）实施月度监测；强度较小的风蚀观测场，按季度观测。月末日14：00时进行数据采集。4

5Δh、…、Δhs——观测场内5个风蚀桥在上次监测

时距离地面平均高度与当次监测时距离地面平均高度的差值，mm；WED——负数时，代表观测场内处于风蚀状态；正数时，代表观测场内处于风积状态。式中：风蚀厚度监测采用非接触式测量方式，捕捉风蚀前后地面高程的细微变化，获取风蚀厚度信息。高精度三维激光扫描仪具体步骤观测场内固定布设≥3个10m×10m扫描区，覆盖典型下垫面类型各扫描区边缘外部三角布设3标靶，扫描仪距边线5m。通过扫描软件对比