方案背景：

      水土流失形成过程：水土流失形成过程涵盖渐进式和突发式两种。生产建设项目水土流失的因素十分复杂，既有自然因素的影响也有人为因素的影响，多种因素叠加，加剧了水土流失。通常，在人类的干扰下，项目的水土流失不会像自然水土流失那样总是保持时间上的渐变性和空间上的均衡性，而是集中发生在某一时段或主要发生在某区域。在短时间内造成局部区域水土流失总量和强度的剧增.

      水土流失危害：人类对土地的利用，特别是对水土资源的不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭到破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层发育成土壤的量。水土流失造成土壤肥力下降，水、旱灾害频发，河道淤塞，河流资源难以开发利用，地下水位下降，农田、道路和建筑物被破坏，并引起生态平衡遭到破坏.

方案介绍：

      需要选择一块合适的场地，有原位地表径流场和人工地表径流场，两种研究方式。

      原位地表径流场，在研究区域选择合适的场地，依托原有的地形条件，建设实验场地，比如原有的地形走向，对原有的生态地理形态破坏少，一般研究需要多个径流小区，然后对不同小区进行不同的植被覆盖，以研究不同生态系统，对水土保持的作用。原位地表径流场缺点是，坡面角度比较单一，数量和尺寸受地形条件影响比较大，优点是成本相对较低，对原有生态破坏少。

原位地表径流场

      人工地表径流场，在研究区域选择合适的场地，利用基建的方式，建设地表径流场，可以设计不同的尺寸、不同的坡度，不同坡度下，水土流失的特征，也可以在坡面上种植相关植被，以进行相关的研究。

优点是可以按不同的需求，设计剖面角度、大小等，并且可以按需求回填不同的土壤，缺点是成本比较高，而且对原生态环境的破坏比较大。

人工地表径流场

       人工地表径流场，还可以做成径流小车的样式，可以满足更多的实验需求，角度自由可调，实验内容更加多元化，可以在降雨模拟器装置下进行实验，以实现全天候，多条件的实验研究。

径流小车

     设备安装的需求，径流场地的下方，需要与径流场的出水口，有1米以上落差、1平方米的场地，用于安装相关仪器设备，一般设备使用太阳能供电，无需电源等配套。

相关设备介绍：

1、 径流量监测

a) 双翻斗式流量计，使用一大（1000ml）一小（50ml）两个翻斗同时计量，可满足不同情形下的数据监测，并提高监测精度，可以多种方式存储和记录数据，数据可以上云，实现远程管理。一般适用于小型地表径流场或者地表径流量较小(大测流42L/min)的研究中，成本低，使用和安装方便，低维护成本，连续的测量数据，可以分析降雨过程中的径流量变化过程。

b) 整体式三角堰，用于测量流速从低到高变化大的水流的流量，大的水流如季节性降雨或暴雨导致的大地表径流，尺寸和流量可以根据情况定制，低维护成本。

c)  储水桶式地表径流测量系统，储水桶汇集径流小区中的地表径流，后通过超声波液位传感器测量其水位高度，得出地表径流量，优势在于长期实时监测，并将地表径流汇集起来，方便后续测量养分流失、含沙量等指标。维护成本高，每次降雨或者实验后，需要人工清理储水桶，适用于人工取样，实验室分析水土流失相关指标的研究，但是无法区分降雨过程中，不同时间段的样本。

2、 水土流失监测

a) 泥沙含量监测，实时泥沙含量，使用红外散射原理的浊度传感器，测量实时流出水中的浊度数据，可以通过实验烘干法，将浊度与泥沙含量进行数据拟合，从而实现实时泥沙含量监测，利于分析降雨过程中的水土流失情况

b) 储水罐法，可以通过储水罐的地表径流系统，收集地表径流水，再人工取样进行实验室分析，可以实现多维度的分析指标，但是无法区分降雨过程中，不同时间段的样本。

c)土壤水蚀测量系统，应用一种导流分散装置，测量与收集试验样品，研究径流物的成分，同时利用自动采集器记录径流发生的时间，测量径流量与径流强度，该过程为全自动测量系统。可以完成径流测量，按规则对径流的产生的整个过程进行取样，可以留24个样本。可以实现多维度的参数分析（泥沙含量、养分流失、污染物运动等），可以研究径流发生过程中的水土流失情况。

3、 水土保持监测

a)土壤水分温度监测系统，用于对土壤的水分和温度进行长期监测，监测的数据将源源不断的上传到云平台，并且可以通过浏览器访问采集的数据，实现足不出户就能对设备进行监控。安装与径流小区内，可以监测降雨过程中，水分运移过程、土壤持水能力研究等。

4、 气象监测

a) 小型气象监测系统，用于监测区域内的气象情况，降雨量参数，可以用于研究降雨与径流形成关系，以及降雨过程与径流产生过程相关的研究

场地建设要求：

选取典型地段建设坡面径流场。在选择时要注意保留原有的自然条件，土壤剖面结构相同，土质厚度比较均匀，坡度比较均一，土壤理化特性(机械组成、土壤密度、有机质含量) 比较一致。如果坡面有比较小的起伏时，可进行人工修理。

在观测场地中建立标准径流场，位置应尽量设置在坡面平整的坡地上。根据径流场规格，要求径流样方径流宽度5m (与等高线平行)，长20m (水平投影)，水平投影面积100m2，坡度根据情况确定。径流场上部及两侧设有围，小区顶部设截水沟，下部设有集水槽和引水槽，引水槽末端是接水池。为了阻止径流进出小区，设置的围埂其高25cm,埋深45cm,厚度5cm，上缘向小区外呈60°倾斜用混凝土板砌成，内直外斜，围外侧设宽为2m的保护带。集水槽横断面采用矩形，集流槽上缘为一水平面宽10cm，集流槽下沿为挡土墙，使用160mm的PVC引水管将水引到接水池，接水池设计为长128cm，宽128cm，高1.m,厚为14cm的正方形池:或下设平台安装预制集水槽。