備案號(hào)：28988-2010森林水文水量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程2010-07-26發(fā)布2010-09-01實(shí)施廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布本標(biāo)準(zhǔn)由廣東省林業(yè)局科技與交流合作處提出。本標(biāo)準(zhǔn)由廣東省林業(yè)局歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：邱治軍、周光益、劉敏、王旭、曾鋒。1森林水文水量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了大氣降水、森林冠層水文、枯落物水文、林地土壤水文、坡面徑流與土壤侵蝕、集水區(qū)總徑流與產(chǎn)沙量、森林蒸發(fā)散、森林水量平衡監(jiān)測(cè)下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。LY/T1215-1999森林土壤水分物理性質(zhì)的測(cè)定LY/T1606-2003森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)指標(biāo)體系LY/T1626-2005森林生態(tài)定位研究站建設(shè)技術(shù)要求SL24-91堰槽測(cè)流規(guī)范指定的某個(gè)段面以上的流域分水線所包圍的區(qū)域。用來測(cè)定水流流量的量水建筑物，宜采用三角堰和矩形堰。修建于坡面，四周帶圍埂，具有一定控制面積和深度，且控制深度內(nèi)無水測(cè)各種降雨條件下，不同森林植被、土地類型產(chǎn)流產(chǎn)沙的矩形封閉區(qū)。降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流動(dòng)的水流。降落林地的雨水或融化雪水，經(jīng)填洼、下滲、蒸發(fā)等損失后，在林地表面單位流域面積內(nèi)單位時(shí)間所產(chǎn)生的徑流量。2降水被森林冠層截留而未能到達(dá)林地的水量。通常所指的林冠截留量是指林冠截留儲(chǔ)量，其量值林外降水直接穿過林冠層至林地、林冠枝葉滴入林地和樹干滴下至林地入滲是落到地面上的水分通過土壤表面滲入土壤的運(yùn)動(dòng)過程。單位面積單位時(shí)間內(nèi)的入滲水量稱當(dāng)水分在土壤中主要在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，入滲強(qiáng)度逐漸趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，此時(shí)的入滲大氣降水監(jiān)測(cè)設(shè)施應(yīng)選擇在林緣空地，或者森林上空，采用雨量器進(jìn)行測(cè)定。雨量器安裝在林緣空地時(shí)其上邊離地面高度70cm以上；雨量器安裝在森林上空時(shí)其上邊離林冠頂部距離在1.5m以上，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)置，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)雨量筒30個(gè)以上，或者相當(dāng)于30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雨量筒承水面積的收集槽，采用人工樹干徑流收集采用乳膠管剖開(呈槽型)螺旋式纏繞在樹干上，用瀝青或其他耐水膠粘在樹上并封嚴(yán)縫隙，再用管子將樹干徑流收集到量水設(shè)備，用量水設(shè)備(膠桶、水池或自記裝置)對(duì)收集到的樹干流量測(cè)定要選擇有代表性的林分設(shè)置樣方，在對(duì)樣方進(jìn)行每木調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行樹干徑流收集設(shè)施的安裝。樣方設(shè)置與樹干徑流收集應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇以下兩種方法之一：a)在有代表性的林分內(nèi)設(shè)置一個(gè)10m×10m或者更大的樣方，對(duì)樣方內(nèi)樹高在1.5m以上林木W(wǎng)——為全部樹干徑流的總體積(m3);A——樣地面積(m2)。b)在有代表性的林分內(nèi)設(shè)置一個(gè)20m×30m或者更大的樣方，分徑級(jí)分別選取一定數(shù)目的樹木收集其樹干徑流，每個(gè)徑級(jí)至少選擇3株有代表性的樹木。A——樣地面積(m2); W第i個(gè)徑級(jí)測(cè)定的平均單株樹干徑流體積(m3)。I林冠截留量(mm);S——樹干徑流量(mm);Rs——樹干徑流率(%);4.3枯落物水文(1)選擇有代表性的林分，采用隨機(jī)布點(diǎn)方法，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)要求設(shè)置若干個(gè)(一般在15個(gè)以上)0.5m×0.5m小樣方。(2)枯落物收集前先測(cè)定枯落物層厚度，然后按未分解層(L層)、半分解層(F層)和完全分解層(H層)分別取樣，取樣時(shí)可根據(jù)需要分枝、葉、果實(shí)進(jìn)行取樣，也可取混合樣。(1)現(xiàn)場(chǎng)稱重或用密封袋取回后稱得枯落物自然狀態(tài)重。(2)將取回的枯落物樣放入烘箱，在85℃下烘烤約24h至恒重，稱得干重。(3)將枯落物放入水中浸泡24h(旱季可增加浸泡時(shí)間),靜置至無自然滴水后，稱得濕重。4.3.3枯落物水文特性計(jì)算Ln——自然持水量(t.hm?2);4W.—干重(g);A取樣面積(m2);L最大持水量(t.hm?2);W濕重(g);Rn——自然持水率(%);Rm——最大持水率(%)。(1)采用內(nèi)環(huán)直徑30cm~40cm,高25cm~30cm,外環(huán)直徑45cm~55cm,高25cm~30cm(2)選擇較平緩的地點(diǎn)，將內(nèi)、外環(huán)保持同心并垂直于水平面打入土層10cm~15cm,將內(nèi)、外環(huán)測(cè)針高度都調(diào)整為5cm;(3)計(jì)算好加水至測(cè)針高度時(shí)內(nèi)、外環(huán)的體積，分別準(zhǔn)備好相應(yīng)的水后，按下秒表的同時(shí)向內(nèi)、(4)在向內(nèi)、外環(huán)中加水至測(cè)針高度后又立即向內(nèi)環(huán)加入一定體積的水(視土壤滲透性而定，滲(5)當(dāng)水位下降到測(cè)針時(shí)，計(jì)下秒表的讀數(shù)，同時(shí)向內(nèi)環(huán)加入一定體積的水，并隨時(shí)向外環(huán)加水(6)重復(fù)步驟(5)直至出現(xiàn)穩(wěn)定入滲；(7)單位面積單位時(shí)間內(nèi)的入滲量即為入滲率，初期的入滲率為初滲率，最后入滲穩(wěn)定時(shí)的入滲(8)繪制入滲特征曲線。(1)選擇有代表性的地點(diǎn)挖3個(gè)以上土壤剖面，深度視土壤情況而定；(2)對(duì)土壤剖面進(jìn)行分層取樣，即0cm~20cm,20cm~40cm,40cm~60cm,60cm~80cm,80cm～100cm,每層至少取3個(gè)重復(fù)；(3)室內(nèi)測(cè)定計(jì)算容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度、自然含水量、飽和持水量、田(4)有條件的地方也可以采用中子法或時(shí)間域反向法(TDR)對(duì)土壤含水量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。(1)地形、土壤、地質(zhì)、植被和土地利用情況具有代表性；(2)坡面盡可能處于自然狀態(tài)，不能有土坑、道路、墳?zāi)?、土堆等影響徑流的障礙物；(3)徑流場(chǎng)的坡面應(yīng)均勻一致，不能有急轉(zhuǎn)的坡度，植被覆蓋和土壤特征應(yīng)一致；(4)植被和地表的枯枝落葉應(yīng)保存完好。采用比例尺為1:200或1:500(視徑流場(chǎng)的坡長(zhǎng)而定),等高線間距為0.25m~0.5m對(duì)徑流場(chǎng)及5.3植被調(diào)查用每木檢尺的方法調(diào)查徑流場(chǎng)內(nèi)的所有林木，確定徑流場(chǎng)樹木的種類、林齡、平均胸徑、平均樹高、密度、郁閉度、生物量等，并調(diào)查林地下木和地表的枯枝落葉，繪制樹冠投影圖。徑流場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè).1徑流場(chǎng)布設(shè)根據(jù)研究需要和森林的實(shí)際情況(土壤、植被等)確定徑流場(chǎng)面積，典型布設(shè)尺寸為(5m~10m)×(10m~20m)(水平投影)。徑流場(chǎng)在坡地上布置，應(yīng)使長(zhǎng)邊垂直于等高線，短邊平行于等高線。.2徑流場(chǎng)建設(shè)(1)保護(hù)帶：保護(hù)帶的寬度和深度視具體地形而定，但必須保證上方來水和兩側(cè)徑流不會(huì)進(jìn)入徑(2)護(hù)?。鹤o(hù)埂應(yīng)高出地面15cm~30cm;入土深度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置：只觀測(cè)地表徑流的徑流場(chǎng)入土深度為30cm左右，要觀測(cè)總徑流量時(shí)應(yīng)使護(hù)埂達(dá)到不透水巖層。(3)承水槽：承水槽為矩形或梯形，可以用混凝土、砌磚水泥護(hù)面、鐵皮等制成，不論用何種材料制作，必須保證不漏水。承水槽上面應(yīng)加蓋蓋板，以防雨水直接進(jìn)入承水槽而影響觀測(cè)精度。(4)觀測(cè)室：是安裝觀測(cè)儀器的小屋，在觀測(cè)室中可以安裝蓄水池、水尺、堰箱、水位計(jì)、量水4.5.2徑流場(chǎng)的觀測(cè)在某個(gè)固定的時(shí)段內(nèi)，將指定的集水區(qū)的水引入體積經(jīng)過率定的容器中，用時(shí)段終了與起始時(shí)刻將量水堰板裝置于水槽(或水箱)中，使水流發(fā)生收縮，并在其上游形成壅水現(xiàn)象，測(cè)量堰板上尺寸和堰口角度應(yīng)根據(jù)徑流場(chǎng)大小、最大降雨強(qiáng)度來確定。.3混合法在觀測(cè)室中的集水器上緣安裝測(cè)流堰，使其成為堰箱。堰箱分成相互連通的三部分，中間部分為導(dǎo)水管注水區(qū)，一端用作自記水位計(jì)的測(cè)井，在它的中央安放自記水位計(jì)觀測(cè)水位變化，另一端的側(cè)面制作三角形測(cè)流堰。當(dāng)水位未達(dá)到堰頂時(shí)，主要借堰箱采用體積法觀測(cè)，當(dāng)水位達(dá)到測(cè)流口時(shí)用測(cè)泥沙侵蝕觀測(cè)用體積法觀測(cè)徑流時(shí)可在雨后一次取樣，取樣前先測(cè)定蓄水池中的泥沙水總體積，然后對(duì)泥沙水進(jìn)行攪拌，分層取樣，泥沙水樣取樣體積以103m3為宜。取樣后在室內(nèi)6Wm—取樣泥沙水重(kg);Wa——烘干后的泥沙重(kg);V?——泥沙水樣的體積(m3);W——凈水量(kg);R——徑流深(mm);A——徑流場(chǎng)面積(m2);P——降水量(mm);C?——泥沙含量(kg.m?3);4.6集水區(qū)總徑流與產(chǎn)沙量根據(jù)實(shí)際條件采用單獨(dú)流域法(流域自身對(duì)比法)或并行流域法(平行對(duì)比法)。4.6.3集水區(qū)測(cè)流堰(槽)設(shè)計(jì)測(cè)流堰(槽)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)調(diào)查、分析和計(jì)算所得的集水區(qū)可能最大流量和最小流量，結(jié)合選址區(qū)地形地質(zhì)情況，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和比較，力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全、管理方便，并集水區(qū)的基本情況包括地形地貌、土壤、植被、降水量、歷史洪(枯)水、土地利用現(xiàn)狀、集水區(qū)面積、平均坡度、水土流失現(xiàn)狀等。(1)選擇在流域出口，以控制全流域的徑流和泥沙；(2)選擇在河道順直、溝床穩(wěn)定、沒有支流匯水影響的地方；(3)選擇在交通方便、便于修建量水設(shè)施的地方；(4)出口斷面狹小，最好有成片基巖石露出或能挖至不透水巖層。采用測(cè)流堰或測(cè)流槽測(cè)定集水區(qū)徑流量，各測(cè)流方法的測(cè)定范圍見附錄A。觀測(cè)水位的設(shè)備采用自記水位計(jì)，采用浮子式或者壓力式水位計(jì)對(duì)水位進(jìn)行連續(xù)測(cè)定；利用水位計(jì)觀測(cè)水位時(shí)必須在水位計(jì)安裝處設(shè)立水尺，以檢驗(yàn)水位計(jì)是否準(zhǔn)確，同時(shí)還可以對(duì)水位計(jì)觀測(cè)到的在水位測(cè)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)水位流量公式計(jì)算流量，具體參見SL24,然后再計(jì)算徑流總量、徑流7Q—流量(m3.s?1);A——集水面積(hm2);M——徑流模數(shù)(m3.s1.hm2);集水區(qū)泥沙流失量采用沉沙池法進(jìn)行測(cè)定，即在測(cè)流堰(槽)前面修建沉沙池，定期清理并對(duì)沉沙池的泥沙進(jìn)行稱重，同時(shí)取樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行烘干稱重。集水區(qū)泥沙流失量的計(jì)算可參考徑流場(chǎng)泥沙侵蝕計(jì)算公式，見4.5.3。林冠截留蒸發(fā)量即林冠截留量，其測(cè)定與計(jì)算見4.2.3。用帶防風(fēng)罩的天平在田間內(nèi)進(jìn)行，從樹冠上、中、下部分別摘葉，稱質(zhì)量后懸掛于2m高處，間隔2min再稱質(zhì)量，單位鮮葉的失水重量即蒸騰速率。再用平均值與樹冠鮮葉重計(jì)算某一時(shí)刻的樹冠蒸騰耗水量。樹冠鮮葉重采用全稱重法或標(biāo)準(zhǔn)枝通過氣孔計(jì)直接測(cè)定蒸騰速率，將測(cè)定時(shí)環(huán)境相對(duì)濕度設(shè)定為儀器葉室的平均濕度，選樹冠上、中、下層正常生長(zhǎng)的葉片，測(cè)定時(shí)將葉片夾入葉室，分別測(cè)定上、下兩個(gè)表面的蒸騰速率，兩者之和即為葉的蒸騰速率。然后，用平均蒸騰速率與樹冠葉面積換算樹冠蒸騰耗水量。水量平衡場(chǎng)的地上部分形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸與徑流場(chǎng)相類似，但四周護(hù)埂應(yīng)達(dá)到不透水層，地表徑水量平衡場(chǎng)觀測(cè)除地表徑流、壤中流外，有條件的地方還應(yīng)包括降水、蒸發(fā)散以及土壤含水量、8K2——終止期土壤體積含水量(%);K1—起始期土壤體積含水量(%)。4.8.2集水區(qū)的水量平衡水量平衡各分量測(cè)算.1降水量在集水區(qū)范圍內(nèi)均勻設(shè)置一定數(shù)量的雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，.2集水區(qū)總徑流量采用測(cè)流堰(槽)的方法測(cè)定集水區(qū)總徑流量，觀測(cè)與計(jì)算方法見4.6之規(guī)定。.3土壤蓄水變化土壤蓄水變化根據(jù)土壤含水量變化