[发明专利]基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法及监测系统

说明书

本发明公开了一种基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法及监测系统，其中山洪防护方法包括步骤：S1、获取上年度形成地面径流的降雨场次对应的降雨量、蒸发量和下渗量；S2、选取所有降雨场次中的最大降雨量，并判断最大降雨量是否大于与其相邻年度的最大降雨量，若是，进入步骤S3，否则，梯田能够防止山洪暴发；S3、根据降雨场次对应的降雨量、蒸发量、下渗量和植物截留量，计算每个降雨场次的累计净雨量，并基于所有累计净雨量计算年平均净雨量；S4、根据年平均净雨量，计算需新增拦截山洪的梯田面积。

技术领域

本发明涉及山洪防护技术，具体涉及一种基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法及监测系统。

背景技术

梯田是在山区坡地上沿等高线建造的阶梯式农田，不但对山区小流域山洪等灾害有预防作用，而且也是改善农业生产条件，涵养水源和治理水土流失的有效措施。

目前对山区梯田的研究主要集中在文化效应以及水土侵蚀等方面，又或者只研究其土壤含水量的变化。在北方山区雨水较少，产流模式多以超渗产流为主，且其地势陡峭，地形复杂，交通不便，不易到达，使得山区的水文监测较为困难，尤其是山区的山洪防护难以实现。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法及监测系统能够通过调整梯田的新建面积进行山洪的防护。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法，其包括步骤：

S1、获取上年度形成地面径流的降雨场次对应的降雨量、蒸发量和下渗量；

S2、选取所有降雨场次中的最大降雨量，并判断最大降雨量是否大于与其相邻年度的最大降雨量，若是，进入步骤S3，否则，梯田能够防止山洪暴发；

S3、根据降雨场次对应的降雨量、蒸发量、下渗量和植物截留量，计算每个降雨场次的累计净雨量，并基于所有累计净雨量计算年平均净雨量；

S4、根据年平均净雨量，计算需新增拦截山洪的梯田面积：

其中，ΔS为需新增拦截山洪的梯田面积，m²；P_max为上年度的最大降雨量；P为P_max对应降雨场次的梯田临界雨量，mm；为年内平均净雨量，mm；S为上年度梯田总面积，m²。

第二方面，提供一种梯田降雨量与地表径流监测系统，其包括用于监测梯田径流的监测装置、用于采集土壤的蒸发量和下渗量的蒸渗仪及用于监测雨量的雨量监测仪；

监测装置包括固定于梯田边缘的导水槽，导水槽的长度方向安装有一块三角形薄壁堰，且三角形薄壁堰将导水槽分割成两个独立的第一槽体和第二槽体；第二槽体底面上开设有出水孔及对出水孔流出的流量进行计量的径流计量装置。

本发明的有益效果为：本方案的防护方法通过对上年度和上上年度的最大降雨量的对比，确定目前所有梯田是否具备防山洪的能力，在不具备防洪能力时，通过上年度的平均净雨量和梯田面积进行下年度新增梯田面积计算，以确保新增梯田后能够保证梯田的防山洪能力。

本方案的监测系统能够对山区梯田降雨、蒸散发和渗流进行监测，并通过径流计量装置对梯田产生的径流进行监测，对山区水文循环的探究以及山洪灾害的防治都有重要意义。

附图说明

图1为基于梯田拦截地表径流的山洪防护方法的流程图。

图2为梯田降雨量与地表径流监测系统布置在两块梯田上的示意图。

图3为监测装置布置在梯田上的示意图。

图4为径流计量装置的结构示意图。