土壤侵蚀原理实习实验指导书.docx

GThe Principle ofSoil Erosion)卩甲卿斛尿只味型疤BBWHH目录目录…………………………………………………………………1前言…………………………………………………………………3一、室内实验部分 4实验一 不同粒径沙粒休止角测定……………… ……………… 41 实验目的………………………………………… …………… 42 实验原理………………………………………… …………… 43 实验样品制备………………………………………………… 54 实验用具………………………………………… …………… 65 实验步骤………………………………………… …………… 66 数据整理与分析………………………………… …………… 87 实验报告编写…………………………………… …………… 8实验二 人工模拟降雨侵蚀实验………………… ……………… 91 实验目的………………………………………… …………… 92 实验原理………………………………………… …………… 93 人工模拟降雨机的主要性能…………………… …………… 94 实验物品准备………………………………………………… 105 实验设计……………………………………………………… 106 实验步骤……………………………………………………… 107 数据整理与分析……………………………………………… 198 实验报告的编写……………………………………………… 20实验三 不同粒径泥沙起动流速……………………………… 211 实验目的……………………………………………………… 212 实验材料准备及沙粒粒径组的粒径值计算………………… 213 实验仪器及用品………………… …………………………… 214 实验原理……………………………………………………… 245 地面坡度设计和沙粒起动的判别标准……………………… 246 实验步骤……………………………………………………… 247 实验数据整理………………………………………………… 288 实验报告的编写……………………………………………… 29二、野外实习部分 30实习一 山洪泥石流调查与分析………………………………… 301 实习地点………………………………………………………3 02 实习内容方法…………………………………………………3 03 实习报告编写…………………………………………………3 0实习二 黄土地区常见土壤侵蚀形式调查与分析………………3 01 实习地点………………………………………………………3 02 实习内容方法…………………………………………………3 13 实习报告编写…………………………………………………3 1 实习三 水土保持综合措施的规划与设计………………………3 11 实习地点………………………………………………………3 12 实习内容及方法………………………………………………3 13 实习报告编写…………………………………………………3 1实验二 人工模拟降雨侵蚀实验1 实验目的通过本实验，了解人工模拟降雨机的工作原理，掌握降雨导致的土壤侵蚀作 用、降雨侵蚀的发生过程、影响降雨侵蚀量的主要因素等。

2 实验原理降雨导致的土壤侵蚀量大小，主要取决于降雨历时、降雨强度和降雨量等， 同时还受到土壤种类（不同土壤的可蚀性不同）、地面坡度、地表覆盖物种类及 其覆盖物数量等多种因素的影响本实验室内人工模拟降雨系统，采用特定土壤（限于教学时数只能选择一种 土壤），通过改变有限的因素（降雨量、降雨强度、降雨历时、地面坡度）探讨 土壤侵蚀量（土壤流失量）的大小，进而通过分析实验数据得到以上因素与土壤 侵蚀量的相关关系3 人工模拟降雨机的主要性能产品厂家：日本大器株式会社；有效降雨面积：1.5mX1.5m；雨滴发生器至地面垂直高度： 2.0m；降雨强度： 10 mm/h ~ 200 mm/h 连续可调；雨滴直径： 1.7 mm ~3.0mm；降雨历时： 0~24 h 自动控制；工作方式：手动、半自动、全自动三种方式任选4 实验物品准备可变坡度土壤侵蚀槽1个（0.5m X 1.5m）；供试土壤适量（1.0 m3以上）装入土壤侵蚀槽；1000 ml 量筒10个；1000 ml 塑料瓶 30 个；塑料漏斗 30个；20 cm 定性滤纸 2 盒；烘箱 1 个；1/100 天平2 个； 记录及计算用品适量5 实验设计5.1 地面坡度设计地面坡度分为 5°、10°、15°、20°、25°、30°和 35°7 个坡度级。

5.2 降雨强度设计降雨强度分为 30 mm/min、40 mm/min、50 mm/min、60 mm/min 4 个降雨级 别6 实验步骤 将填充有土壤样品的可变坡度土壤侵蚀槽安置于人工模拟降雨机的正下方， 向人工模拟降雨机注水并调整模拟降雨机的供水阀门至降雨强度为 10 mm/h 左 右将人工模拟降雨机的工作方式置于手动方式党，开启电源使人工模拟降雨机 产生降雨约2 h,以使土壤侵蚀槽内的土壤样品水分含量逐渐升高达到上下一致调节土壤侵蚀槽的倾斜程度，使被实验的土壤表面坡度达到 5°并保持这一 坡度调节模拟降雨机的供水阀门至降雨强度为30 mm/h保持这一降雨强度约10 min 左右以使土壤侵蚀槽内土壤表面产生的地表径流量均匀一致用1000 ml 量筒从土壤侵蚀槽的集水口取含有泥沙的水样800~1000 ml 并 记录采取水样体积和所经历的时间段填入表2.1将放好滤纸的漏斗置于塑料瓶， 将含有泥沙的水样过滤备用用同样方法连续再取水样两个，分别进行记录和过 滤备用表 2.1 地面坡度为 5 °时人工模拟降雨土壤侵蚀记录再分别调节模拟降雨机的供水阀门至降雨强度为 40 mm/min 、50 mm/min 、60 mm/min,各保持这些降雨强度约lOmin左右以使土壤侵蚀槽内土壤表面产生 的地表径流量均匀一致，重复6.5过程及内容，将相关数据分别记录于表2.2~2.7。

按不同地面坡度将水样编号用铅笔分别写在过滤纸上,放入干燥箱内（烘箱 温度应W80°C ）烘5〜7 h后，取出包有泥沙的过滤纸称重扣除过滤纸重量后将 泥沙重量分别记入表 2.1 的相关栏内7 数据整理与分析将表 2.1的地面坡度、降雨量和产沙量栏内的实验数据整理（将相同地面坡 度和同一降雨强度下的3个产沙量数据初步对比分析，如果相对相差均＜5%时， 取其3 个产沙量数据的平均值作为该种条件下的产沙量值；如其中一个数据的相 对相差均＞5%时，则剔除该数据取另 2个产沙量数据的平均值作为该种条件下的 产沙量值后，输入计算机以产沙量为因变量、以地面坡度和降雨量为自变量 进行多元线性回归分析，得方程如下式：y = ax1 + bx2 + c式中:y 土壤侵蚀量（g/m2h）；x1 —— 地面坡度（度）；x2 降雨强度（m m/h）；a, b 分别为变量x1，x2的系数；c 常数8 实验报告的编写描述实验过程，根据数据分析结果和构建的回归数学模型，讨论降雨量、地 面坡度对土壤侵蚀量的影响二、野外实习部分实习一 山洪泥石流调查与分析1 实习地点学校西山教学实习林场拉拉水沟2 实习内容方法土壤调查，以及山洪和泥石流调查。

教师讲解为辅，学生动手现地调查为主主要内容是：①泥石流沟形态、类型、产汇流特征；分析水力类泥石流的沟 道特点，水动力条件，结合当地降雨特征，尤为降雨强度及沟道聚湫的可能性等， 分析产生泥石流的起动动力源②调查沟道中准泥石流体的物质组成、结构沉积 特点、过水状况及细粒（DWO.lmm）含量、质地等对准泥石流体起正负影响 ③调查泥石流体流程的周界条件（构成、比降、侧面坡比、崩落坍塌可能性等） 及流过区、沉积区状况，可能危害的范围及其防护措施将调查结果分别记录于表1.1,表1.2,表1.3和表1.4表1.1 土壤调查登记表（1）调查日期： 天气： 剖面编号： 地点：（ 平剖 面面 及位 断置 面图 ）大区地形：小区地形：坡向及坡度：海拔高度：母岩种类：母质类型：地面侵蚀情况：地下水位深度及地表水情况：土地利用情况：种灌乔 木木地草 被本 植植 物物植被覆盖度：调查 因子林木组成林木 起源优势树种郁闭度木材 畜积量林龄平均树高平均直径目测实测表 1.2 土壤调查登记表( 2 )调查日期： 天气： 层次符 号层次厚度(cm)土壤剖面形态特征米样记事颜色、结构、湿度、质地、紧实度、新生体、侵入 体、碳酸盐反应、pH值、根量、石砾含量、层次 过渡情况等。

标本种类、米集 深度、数量等剖面综合特征：土壤定名：备注表 1.3 泥石流调查表年 月 日 调查人： 位置土地类型泥石流集水区 域调查海拔坡 度坡向坡位集水区面积岩石土壤情况植被情况泥石流沟道 两岸调查细部上（全）段中段下段植被情况土壤情况坡度土体和岩石岩石走向及倾斜现有崩塌情况泥石流地垒 调查地垒号表面坡度地垒体积组成地垒石 块体积分类石块磨圆度IIIIII表 1.4 山洪调查表年 月 日 调查人： 位置一般调查集水区面积山洪发生时间山洪发生情况河床（沟道） 调查表面情况河（沟）底组成情况洪水比降3 实习报告编写根据调查结果提出预警措施及减灾方法具体方法以课堂内的讲授为准实习二 黄土地区常见土壤侵蚀形式调查与分析1 实习地点官厅水库右侧（河北省怀来县境内）2 实习内容方法 土地利用现状和水土流失综合调查，以及当地常见土壤侵蚀形式调查，具体 包括：面蚀：划分面蚀种类及面蚀量的实测方法，并绘图示意；沟蚀：沟道类型、沟蚀发育阶段、沟蚀量及发展趋势等； 重力侵蚀：在黄土区主要调查沟岸崩塌、坍落状况、陡壁高度、沟岸裂隙深 度、边距及发展趋势等以教师讲解为辅，学生现地动手调查为主将调查结果分别填入表 2.1、表2.2、表 2.3、表2.4 和表 2.5。

表 2.1 土地利用现状及水土流失综合调查表年 月 日 调查人： 地块编号面积（ha）地面坡度（度）坡向基岩或母质土壤种类土壤厚度（cm）地貌部位利用现状水土流失形式水土流失程度水土流失强度田面坡度（度）粮食产量（kg/ha）林分起源林种树种密度（株/ha）树龄（年）郁闭度（％）灌木种类草种总覆盖度（％）果品产量（k/ha）备注。