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移動水土流失實驗室

[稿件來源]:土保所 [作者]: [發布時間]:2008-11-19

  由長江科學院水土保持研究所設計,寶雞寶石車輛加工廠加工制作的移動水土流失實驗室日前運抵武漢并通過調試。該設備屬于財政部中央級科學事業單位修繕購置項目——移動水土流失實驗室的部分內容,是繼長江科學院水土保持研究所2006年引進瑞士徠卡HDS-3000三維激光掃描儀、可移動液壓自動升降坡面侵蝕槽后的又一大型設備。
  移動水土流失實驗室是為水土流失野外實驗調查和觀測需要而設計的移動實驗裝置,它主要由可變坡度承土試驗槽、人工模擬降雨設備、坡面徑流侵蝕測定裝置、供電照明、給排水裝置、電腦數據處理系統、支撐調平裝置等系統組成,同時配有發電機、儀器柜等設施。
  移動水土流失實驗室的研制成功是坡面水土流失實驗觀測的一次革命,它克服了傳統實驗土槽不能移動、不能隨意調整坡度、數據采集慢等缺陷,坡度可以在0°-30°之間任意調整。加快了數據采集速度,縮短了實驗周期。另外,在此次設備設計加工過程中,針對長江流域土壤侵蝕特點對傳統的實驗土槽進行了改進,增加了壤中流收集裝置,使得坡面侵蝕實驗裝置更趨合理。利用該設備能滿足開展坡面土壤侵蝕產流、產沙規律、坡面流水動力學特征等方面的研究工作,還可以進行開發建設項目水土保持監測,無需在現場布設水土保持監測土建設施,可以節省大量人力、物力和財力,同時還可大幅度提高水土保持監測精度,特別是通過不同類型擾動和原狀土壤降雨侵蝕試驗可以直接獲得擾動土壤加速侵蝕系數,以及原狀土壤的侵蝕背景值,對于水土保持方案編制過程中的水土流失預測提供直接依據。
  水土流失實驗傳統方法是在野外建立不同坡度、不同植被覆蓋的徑流小區,利用天然降雨對坡面土壤侵蝕過程進行觀測,這種方法為水土流失科學研究提供了大量的科學數據。然而,這種利用天然降雨的觀測方法不能快速獲取地表土壤侵蝕過程數據,使得土壤侵蝕研究的周期長、花費高,限制了土壤侵蝕學科的快速發展。為了快速地研究土壤侵蝕過程,縮短研究周期,美國、日本等一些科技先進強國于上世紀開始研究如何將野外開展徑流小區的試驗移入實驗室內,消除由于自然天氣條件限制而不能開展試驗的問題,研制了多種形式的人工模擬降雨裝置。鑒于這種情況,我國于上世紀八十年代開始引進相關技術和設備,開展土壤侵蝕規律研究,如中國科學院水土保持研究所于上世紀80年代中期引進美國人工模擬降雨裝置,后為解決降雨水源,又購置改裝后的消防車,利用消防供水壓力大的特點進行人工降雨模擬實驗。這種方法很快在土壤侵蝕研究中得到了應用,中國科學院成都山地所于2004年研制了車載可變坡度的土壤侵蝕槽,又獨立配置一臺專用供水車(也為消防車改裝)和獨立的下噴式人工降雨器,但由于這幾種裝置均是體積龐大,都得用車載(同時需要三臺車)轉運,在野外做人工降雨侵蝕實驗耗時費力,還需要很大的場地,極不方便。
  鑒于此,長江科學院水土保持研究所自成立以來,一直努力加強基礎研究,2006年成功申請財政部中央級科學事業單位修繕購置項目——移動水土流失實驗室,旨在通過該項目從長江中上游地區土壤侵蝕機制和過程實驗研究做起,以坡面水土流失過程實驗數據采集為切入點,建設現代化的水土流失過程實驗采集系統,通過該項目實施,將人工模擬降雨裝置、可變坡侵蝕、高壓供水裝置、土壤理化性質測試裝置等一體化,真正實現了移動、模擬實驗一體化。移動水土流失實驗室的研制不僅對于開展長江流域水土流失機理,評價開發建設項目造成的新增水土流失等具有重要的推動作用,而且對準確理解健康長江的科學內涵,正確分析評價水土保持生態建設在健康長江中的作用意義重大。還可為全面進行長江流域水土保持生態建設規劃和措施布局以及綜合效應評價提供科學依據,必將產生巨大的社會效益、生態效益和經濟效益。

責任編輯:劉文
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