雪道融雪的水土流失测量装置及方法

技术领域

本发明涉及水土流失技术领域，尤其涉及一种雪道融雪的水土流失测量装置及方法。

背景技术

近年来，滑雪场的数量、规模和滑雪人次都呈增长趋势，滑雪产业日益繁荣。雪道建设中，地形改造和土石方工程会使雪道区域原有植被遭受破坏，形成与自然土壤层次结构迥异，地表大面积裸露的长大坡面，生态功能受到削弱甚至破坏。

雪道建成后，春末融雪径流汇集，夏季降雨冲刷集中，由于雪道坡面长大、雪层厚重、植被覆盖差甚至没有植被覆盖、回覆土层薄、基面硬度大和入渗蓄水性能差等原因，水力侵蚀力加大，侵蚀时期延长，细沟和冲沟侵蚀发育，不仅加大雪道及其上植被的维护费用，大幅度增加运营成本；甚至可能成为泥石流的策源地，威胁雪场下游城镇、交通和居民的安全。

雪道弃置后，后续水土保持和生态恢复也需要对雪道融雪水土流失规律、雪道立地特征与适生植物选配进行研究，为雪道弃置后水土流失防治提供科学理论与数据支撑。综上所述对雪道的水土流失进行观测具有重要意义。

现有技术中雪道的水土流失观测主要以原位观测为主，通过收集雪道融雪过程中径流量和含沙量的变化，以及融雪径流、土壤解冻深度等指标对融雪侵蚀的影响，探讨坡耕地融雪侵蚀过程及变化规律。通常，雪道基层结构复杂，坡面长大，人工覆雪厚度大，积雪密度大，其水土流失规律复杂，且雪道上不同部位的水土流失观测数据不同，因此原位观测很难推广到雪道上的其他部位。

此外，现有技术中采用人工进入雪道的待测区域，使用直尺或侵蚀针对待测区域的侵蚀沟和侵蚀量等进行测量。但是，由于雪的特殊性，人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确。

综上所述，现有技术中采用原位观测难以适用于整个雪道的水土流失观测，且人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确。

发明内容

本发明提供一种雪道融雪的水土流失测量装置及方法，用以解决现有技术中采用原位观测难以适用于整个雪道的水土流失观测，且人工进入待测区域会对雪道现状造成破坏，导致水土流失观测数据不准确的缺陷，实现对雪道水土流失数据进行准确测量。

本发明提供一种雪道融雪的水土流失测量装置，包括径流小区、多个导流管、多个集流桶和激光测距仪；

所述径流小区包括多个挡板和多个连接件；

其中，多个挡板竖直放置，并通过所述连接件首尾相连形成闭合区域；

所述闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成所述径流小区；

所述多个导流管安装在所述挡板的不同高度，用于将所述径流小区的不同高度的径流和泥沙导出；

所述集流桶放置在每个导流管的出口下方，用于收集所述径流小区的不同高度的径流和泥沙；

所述集流桶内安装有水流量传感器，所述水流量传感器用于测量所述径流小区的径流量；

所述集流桶内收集泥沙用于对所述泥沙烘干后称重获取所述径流小区的产泥沙量；

所述激光测距仪位于所述径流小区的正上方，用于测量所述径流小区的地表侵蚀量。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括测杆和显示装置；

其中，所述测杆上标有刻度，用于测量所述激光测距仪的位置；

所述测杆的两端沿着所述径流小区的横轴方向与所述径流小区的两侧挡板的顶部滑动连接，且测杆的高度大于所述积雪层的高度；

所述激光测距仪通过滑动装置安装在所述测杆上；

在外力作用下，所述激光测距仪在所述测杆上滑动；

所述激光测距仪还用于将所述径流小区的地表侵蚀量发送给显示装置；

所述显示装置用于显示所述径流小区的地表侵蚀量。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，所述岩土层包括基岩层、设置在基岩层上方的砾石层和设置在砾石层上方的土层；

其中，位于所述径流小区内的砾石层、土层和积雪层的高度范围内的导流管的数量为一个或多个；

所述导流管嵌插在位于所述闭合区域的坡度最低处的挡板上。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括多个温度传感器；

所述多个温度传感器位于所述闭合区域内；

每个温度传感器的高度分别在所述径流小区内的砾石层、土层或积雪层的高度范围内，用于测量所述基岩层、砾石层、土层或积雪层的温度。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括缓冲挡板；

所述缓冲挡板围在所述径流小区的外围，且距离所述径流小区预设距离，用于阻挡所述径流小区外的径流。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括多个刻度尺；

所述多个刻度尺设置在所述挡板上，用于测量所述径流小区的地貌，和/或测量所述激光测距仪的位置；

其中，任一刻度尺与所述径流小区的底部垂直；

或该刻度尺的一端与任一挡板的顶部的一端固定连接，另一端与该挡板的顶部的另一端固定连接。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，还包括激光扫描仪、无人机和气象站；

所述激光扫描仪用于扫描融雪前后所述径流小区的微地形；

所述无人机用于摄影测量所述径流小区的植被覆盖格局和盖度；

所述气象站用于测量所述径流小区所在范围内的气象因子，所述气象因子包括气温、湿度、辐射和风速。

根据本发明提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，所述径流小区为多个；

所述闭合区域设置在待测雪道上或所述待测雪道外；

所述径流小区的岩土层的坡面结构层理、积雪层的覆雪厚度和密度与所述待测雪道一致。

本发明还提供一种基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法，包括：

在闭合区域内铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成径流小区；

采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量；

移动激光测距仪，获取所述径流小区的各位置点的地表侵蚀量。

根据本发明提供的一种测量方法，所述采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量，包括：

使用所述水流量传感器监测所述径流小区内积雪层和各岩土层的径流量，将所述积雪层和各岩土层的径流量相加，获取所述径流小区的径流量；

对所述集流桶内收集的所述径流小区内积雪层和各岩土层的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区内积雪层和各岩土层的产泥沙量，并将所述积雪层和各岩土层的产泥沙量相加，获取所述径流小区的产泥沙量。

本发明提供的雪道融雪的水土流失测量装置及方法，通过一方面采用具有待测雪道相关特性的径流小区对待测雪道的水土流失进行测量，以便类推到待测雪道的其他区域；另一方面，在径流小区的挡板的不同高度设置多个导流管，便于对径流小区的不同深度的岩土层和积雪层进行融雪径流和泥沙等进行测量，从而准确地获取反映整个雪道的径流量和产泥沙量；还在径流小区的正上方安装可移动式激光测距仪，用于在不进入径流小区影响融雪地表特征条件下对径流小区的不同位置地表侵蚀量进行动态测量，不仅可以降低人工观测的成本，还可以提高测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的雪道融雪的水土流失测量装置的结构示意图之一；

图2是本发明提供的雪道融雪的水土流失测量装置的结构示意图之二；

图3是本发明提供的雪道融雪的水土流失测量装置的剖面的结构示意图；

图4是本发明提供的基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法的流程示意图；

附图标注：

1：挡板； 2：导流管； 3：集流桶；

4：激光测距仪； 5：测杆； 6：缓冲挡板；

7：刻度尺。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本实施例提供的一种雪道融雪的水土流失测量装置，该装置包括径流小区、多个导流管2、多个集流桶3和激光测距仪4；所述径流小区包括多个挡板1和多个连接件；其中，多个挡板1竖直放置，并通过所述连接件首尾相连形成闭合区域；所述闭合区域用于铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成所述径流小区；

其中，径流小区是对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施。径流小区的大小可以根据实际需求进行设置，如，径流小区的长度为20m，宽度为5m。径流小区的坡度可以根据实际需求进行设置，如，15°或30°。

径流小区的下层设置有多层岩土层，上层为积雪层。其中，岩土层的数量和厚度，以及积雪层的厚度可以根据待测雪道进行设置，以使其可以代表待测雪道，便于类推到待测雪道的其他区域。

径流小区还包括围挡在岩土层和积雪层周围的挡板1，挡板1的高度大于积雪层的高度，可以是从最底层的岩土层表面到积雪层的上表面预设距离，并在积雪层设置之前进行布设。

各挡板1之间通过连接件进行首尾相连，形成闭合区域，用于隔挡径流小区外的径流流入，以提高水土流失测量数据的准确性。其中，闭合区域的形状可以为长方体，本实施例不限于此种形状。

可选地。挡板1具有可靠的刚度和良好的隔水性能，以及必要的耐久性。可以为木质或钢筋等，本实施例不限于挡板1的材质，也不限于挡板1的厚度。

可选地，闭合区域可以是先于多层岩土层和积雪层设置之前进行布设，也可以是在多层岩土层和积雪层设置之后进行布设。即，可以在闭合区域布设后，在闭合区域内铺设多层岩土层和积雪层，以形成径流小区；也可以在多层岩土层和积雪层形成之后将闭合区域合围预设区域内的岩土层和积雪层形成径流小区。如，在既有雪道上建雪道径流小区。

所述多个导流管2安装在所述挡板1的不同高度，用于将所述径流小区的不同高度的径流和泥沙导出；所述集流桶3放置在每个导流管2的出口下方，用于收集所述径流小区的不同高度的径流和泥沙；

具体地，任一导流管2可以安装在任一挡板1上，且每个导流管2的安装高度不同。任一挡板1可以安装多个导流管2，各导流管2的安装高度不同，本实施例不限于这种安装方式。每个导流管2的出口下方均放置有集流桶3，用于收集导流管2流出的径流和泥沙。其中，导流管2和集流桶3的数量可以根据实际需求进行设置。

可选地，每个导流管的出口处可以与软管的一端连接，软管的另一端与集流桶相连。

可选地，各集流桶可以水平放置在水平面上，也可以分层并列放置在径流小区外的置物架上。本实施例不对集流桶的放置位置进行具体限定。

本实施例通过将多个导流管2安装在挡板1的不同高度，可以对径流小区的不同深度的岩土层和积雪层进行融雪径流和泥沙等进行测量，从而准确地获取反映整个雪道的径流量和产泥沙量。

所述集流桶3内安装有水流量传感器，所述水流量传感器用于测量所述径流小区的径流量；所述集流桶3内收集泥沙用于对所述泥沙烘干后称重获取所述径流小区的产泥沙量；

具体地，集流桶3内安装有水流量传感器用于动态监测集流桶3内径流量。通过对集流桶内收集的泥沙进行烘干和称重后获取径流小区的产泥沙量。水流量传感器还可以通过数据传输单元，将径流小区的径流量传输到数据管理服务端，以对测量的水土流失观测数据进行统一管理或处理。通过这种方式，可以自动测量径流小区的径流量，提高测量效率，降低人工成本。

所述激光测距仪4位于所述径流小区的正上方，用于测量所述径流小区的地表侵蚀量。

其中，激光测距仪4的类型可以是可拆卸分体式，本实施例不限于激光测距仪4的类型。激光测距仪4安装在径流小区的正上方，可以是通过设置径流小区内或小区外的可移动式支撑杆，将激光测距仪4安装在径流小区的上方；也可以是通过径流小区上方设置的测杆5，将激光测距仪4安装在径流小区的上方。本实施例不限于激光测距仪4的安装方式。

此外，激光测距仪4也可以通过数据传输单元，将径流小区的地表侵蚀量传输到数据管理服务端，以对水土流失观测数据进行统一管理或处理。本实施例通过激光测距仪4可以实时自动监测径流小区的地表侵蚀量，杜绝了传统径流小区采用进入式对小区内侵蚀沟和侵蚀量的观测对径流小区的影响。且相较于现有技术中采用直尺或侵蚀针对地表侵蚀量进行观测，本实施例中采用激光测距仪4进行测量，进一步提高了测量的精度。

本实施例一方面采用具有待测雪道相关特性的径流小区对待测雪道的水土流失进行测量，以便类推到待测雪道的其他区域；另一方面，在径流小区的挡板的不同高度设置多个导流管，便于对径流小区的不同深度的岩土层和积雪层进行融雪径流和泥沙等进行测量，从而准确地获取反映整个雪道的径流量和产泥沙量；还在径流小区的正上方安装可移动式激光测距仪，用于在不进入径流小区影响融雪地表特征条件下对径流小区不同位置的地表侵蚀量进行动态测量，不仅可以降低人工观测的成本，还可以提高测量的精度。

在上述实施例的基础上，本实施例中还包括测杆和显示装置；其中，所述测杆5上标有刻度，用于测量所述激光测距仪4的位置；所述测杆5的两端沿着所述径流小区的横轴方向与所述径流小区的两侧挡板的顶部滑动连接，且测杆5的高度大于所述积雪层的高度；所述激光测距仪4通过滑动装置安装在所述测杆5上；在外力作用下，所述激光测距仪4在所述测杆5上滑动；所述激光测距仪4还用于将所述径流小区的地表侵蚀量发送给显示装置；所述显示装置用于显示所述径流小区的地表侵蚀量。

具体地，激光测距仪4通过测杆5安装在径流小区的正上方。测杆5的两端沿着径流小区的横轴方向与径流小区两侧的挡板的顶部滑动连接；其中，滑动连接的方式可以是，在径流小区两侧的挡板的顶部设置可移动滑槽，在测杆5的两端安装滑块，且测杆5的两端的滑块位于滑槽上，本实施例不限于此种滑动连接的方式。测杆5的形状可以为圆柱形，本实施例不限于此种形状。

激光测距仪4通过滑动装置安装在测杆5上。滑动装置可以包括套环和底座。其中，激光测距仪4安装在底座上，套环套在所述测杆5上。本实施例不限于滑动装置的结构，以及激光测距仪4安装在测杆5上的方式。

在外力的作用下，测杆5可以沿着两侧的挡板顶部的可移动滑槽滑动，以带动激光测距仪4滑动；且在外力的作用下，激光测距仪4还可以在测杆5上滑动。通过这种滑动方式，可以将激光测距仪4移动到径流小区的任一观测点，以对整个径流小区的侵蚀地表形貌进行监测。

可选地，激光测距仪内置传输装置，通过传输装置可以将测量的径流小区的地表侵蚀量发送给显示装置。显示装置接收到径流小区的地表侵蚀量后，可以实时显示在显示装置的屏幕上。其中，显示装置可以设置在径流小区外，以供用户实时查看径流小区的地表侵蚀量。

通过激光测距仪对径流小区的地表侵蚀量进行动态监测，有效减少了原有径流小区进入式测量的模式对雪道融雪带来的地表扰动，提高了观测数据的真实性和可靠度。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述岩土层包括基岩层、设置在基岩层上方的砾石层和设置在砾石层上方的土层；其中，位于所述径流小区内的砾石层、土层和积雪层的高度范围内的导流管2的数量为一个或多个；所述导流管2嵌插在位于所述闭合区域的坡度最低处的挡板1上。

具体地，任一导流管2安装在挡板1上的高度可以在径流小区内的砾石层、土层或积雪层的高度范围内。即，该导流管2可以用于将砾石层、土层或积雪层在融雪期的径流和泥沙导流到集流桶3。其中，砾石层、土层或积雪层的高度范围内的导流管2的数量可以根据实际需求进行设置，可以是一个或多个。如图2和图3所示，积雪层的高度范围内设置有两个导流管，标识为①的导流管的高度与积雪层上表面的高度相同、标识为②的导流管的高度与积雪层1/2深度处的高度相同；土层的高度范围内设置有一个导流管，标识为③的导流管的高度与土壤层上表面的高度一致；砾石层的高度范围内设置有两个导流管，标识为④的导流管的高度与砾石层上表面的高度相同、标识为⑤的导流管的高度与砾石层底面的高度相同。

还可以将径流小区不同高度范围内的径流量或产泥沙量进行相加，以获取径流小区的径流量或产泥沙量。

在上述实施例的基础上，本实施例中还包括多个温度传感器；所述多个温度传感器位于所述闭合区域内；每个温度传感器的高度分别在所述径流小区内的砾石层、土层或积雪层的高度范围内，用于测量所述基岩层、砾石层、土层或积雪层的温度。

具体地，任一温度传感器布设在闭合区域的不同高度范围内，可以是砾石层、土层或积雪层的高度范围内。砾石层、土层或积雪层的高度范围内的温度传感器的数量可以根据实际需求进行设置，可以是一个或多个。温度传感器在闭合区域内的高度可以与导流管2的高度相同也可以不同。通过在不同高度范围内设置温度传感器，可以准确地获取反映整个雪道的温度。

在上述各实施例的基础上，本实施例中还包括缓冲挡板6；所述缓冲挡板6围在所述径流小区的外围，且距离所述径流小区预设距离，用于阻挡所述径流小区外的径流。

其中，缓冲挡板6的形状可以为U形，本实施例不限于缓冲挡板6的形状。缓冲挡板6距离径流小区的预设距离可以根据实际需求进行设置。缓冲挡板6的弧形部分设置在闭合区域的坡度最高处的挡板外围。通过设置缓冲挡板6可以阻挡径流小区上方和两侧的融雪径流汇聚对径流小区的影响，提高径流小区内测量数据的精确性。

在上述各实施例的基础上，本实施例中还包括多个刻度尺7；所述多个刻度尺7设置在所述挡板1上，用于测量所述径流小区的地貌，和/或测量所述激光测距仪4的位置；其中，任一刻度尺7与所述径流小区的底部垂直；或该刻度尺7的一端与任一挡板1的顶部的一端固定连接，另一端与该挡板1的顶部的另一端固定连接。

具体地，径流小区内还设置有多个刻度尺7，各刻度尺7分别安装在径流小区不同方位的挡板1上，可以是左右两侧的挡板1上，也可以是前端或后端的挡板1上。任一刻度尺的安装位置可以是与径流小区的底部垂直或该刻度尺的一端与任一挡板的顶部的一端固定连接，另一端与该挡板的顶部的另一端固定连接。本实施例不限于刻度尺7的安装位置。刻度尺7的数量可以根据实际需求进行设置。

各刻度尺7与径流小区的底部垂直，可以用于测量径流小区的地貌，也可以用于测量径流小区的融雪和水土流失状况。

通过设置在挡板的顶部的刻度尺可以对激光测距仪的移动位置进行定位，也可以对测杆的移动位置进行定位。

在上述各实施例的基础上，本实施例中还包括激光扫描仪、无人机和气象站；所述激光扫描仪用于扫描融雪前后所述径流小区的微地形；所述无人机用于摄影测量所述径流小区的植被覆盖格局和盖度；所述气象站用于测量所述径流小区所在范围内的气象因子，所述气象因子包括气温、湿度、辐射和风速。

其中，激光扫描仪可以为三维激光扫描仪，本实施例不限于此种类型。在融雪前后，可以使用激光扫描仪扫描径流小区的微地形。可以根据获取的融雪前后的微地形进行建模，然后计算地形变化，分析侵蚀沟系的发育和分布情况，计算地形变化量，并将地形变化量作为土壤侵蚀量。在融雪前后，还可以使用无人机摄影测量径流小区的植被覆盖格局和盖度。

获取测量数据后，可以对雪前后的微地形变化特征、植被覆盖格局和盖度，以及径流量和产泥沙量进行联合分析，获取微地形变化特征与径流量和产泥沙量之间的关联关系，植被覆盖格局和盖度与径流量和产泥沙量之间的关联关系。其中，联合分析方法可以是相关性分析或主成分分子等，本实施例不限于具体的联合分析方法。

还可以在径流小区的旁边设置小型气象站，测量径流小区所在范围内的气温、气温、湿度、辐射和风速等气象因子。测量的时间间隔可以根据实际需求进行设置，如30分钟到1小时之间。可以将获取的气象因子与径流小区各高度范围内的温度变化数据进行联合分析，获取径流小区的气象因子与径流小区各高度范围内的温度变化之间的关联关系；也可以将径流小区各高度范围内的温度变化数据与径流量、产泥沙量、融雪土壤侵蚀量进行动态关系拟合，获取温度变化数据与径流量、产泥沙量、融雪土壤侵蚀量之间的关联关系。

根据上述测量的数据可用于研究融雪过程中径流小区各高度范围内的径流量、产泥沙量受融雪过程及气象因子影响的动态变化规律。还可以在径流小区旁侧设置多个断面作为雪密度取样点，用于监测雪密度变化特征。

此外，激光扫描仪、无人机和气象站还可以通过数据传输单元，将测量的数据传输到数据管理服务端，以对测量的数据进行统一管理或处理。

本实施例中的测量装置径流小区不仅可以在融雪期对雪道的水土流失进行测量，还可以在融雪期后继续用于雪道降雨的水土流失测量。且采用现代高科技观测设备，提高了观测数据的直观性、准确性和可读性。

在获取雪道融雪的径流量、产泥沙量、温度、地表侵蚀量、微地形、植被覆盖格局和盖度，以及气象因子等测量数据的基础上，对雪道融雪水土流失规律进行分析。可以根据实际需求将测量数据输入到适用于测算融雪水土流失的修正后的常用土壤流失方程模型中，用以分析研究不同条件下融雪环境和过程对不同层水土流失影响。还可以对滑雪场建设项目的环境影响报告、水土保持方案报告、洪水影响评价报告、水资源论证报告、水资源利用实施方案等的编制提供支撑，而且对绿色冬奥和冬奥后评价意义重大。

在上述各实施例的基础上，本实施例中所述径流小区为多个；所述闭合区域设置在待测雪道上或所述待测雪道外；所述径流小区的岩土层的坡面结构层理、积雪层的覆雪厚度和密度与所述待测雪道一致。

其中，待测雪道是待进行水土流失测量的滑雪雪道。如，可以是冬奥延庆赛区高山滑雪中心或冬奥崇礼万龙滑雪场。可以在待测雪道上或待测雪道外设置多个径流小区。由于雪道的结构复杂，可以设置多个不同坡度、坡向、积雪厚度、植被覆盖情况不一的径流小区。如，可以在待测雪道上设置2种坡度(15°和30°)、2个坡向(阳坡和阴坡)、2个积雪厚度(100cm和200cm)和2种覆盖(有植被覆盖和无植被覆盖)，则待测雪道上共设置有16个不同类型的径流小区。径流小区也可以设置在雪道外，本实施例不限于径流小区的布设位置。

各径流小区的坡度坡向和植被盖度应在待测雪道中具有代表性，径流小区的坡面结构层理、覆雪厚度和密度应与待测雪道相一致。此外，径流小区可以集中布设或分散布设，可以先期、同时或雪道弃置前布设。本实施例不限于径流小区的布设方式。

下面对本发明提供的基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法进行描述，下文描述的基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法与上文描述的雪道融雪的水土流失测量装置可相互对应参照。

如图4所述，为本实施例提供的一种基于雪道融雪的水土流失测量装置的测量方法，该方法包括：步骤401，在闭合区域内铺设或合围多层岩土层和设置在岩土层上方的积雪层，以形成径流小区；

其中，径流小区是对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施。径流小区的大小可以根据实际需求进行设置，如径流小区的长度为20m，宽度为5m。径流小区的坡度可以根据实际需求进行设置，如，15°或30°。

本实施例中，在闭合区域内铺设多层岩土层和积雪层，以形成径流小区。其中，岩土层的数量和厚度，以及积雪层的厚度可以根据待测雪道进行设置，以使其可以代表待测雪道，便于类推到待测雪道的其他区域。

其中，闭合区域是由多个挡板合围而成。挡板的高度大于积雪层的高度，可以是从最底层的岩土层表面到积雪层的上表面的预设距离，并在积雪层设置之前进行布设。

各挡板用于隔档径流小区外的径流流入径流小区，以提高水土流失测量数据的准确性。其中，闭合区域的形状可以为长方体，本实施例不限于此种形状。挡板具有可靠的刚度和良好的隔水性能，以及必要的耐久性。可以为木质或钢筋等，本实施例不限于挡板的材质，也不限于挡板的厚度。

可选地，闭合区域可以是先于多层岩土层和积雪层设置之前进行布设，也可以是在多层岩土层和积雪层设置之后进行布设。即，可以在闭合区域布设后，在闭合区域内铺设多层岩土层和积雪层，以形成径流小区；也可以在多层岩土层和积雪层形成之后将闭合区域合围预设区域内的岩土层和积雪层形成径流小区。如，在既有雪道上建雪道径流小区。

步骤402，采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量；

具体地，每个集流桶的上方设置有导流管，通过导流管的出口，可以将径流小区的径流和泥沙流入集流桶。其中，导流管和集流桶的数量可以根据实际需求进行设置。

集流桶内安装有水流量传感器用于动态监测集流桶内径流量。通过对集流桶内收集的泥沙进行烘干和称重后获取径流小区的产泥沙量。水流量传感器还可以通过数据传输单元，将径流小区的径流量传输到数据管理服务端，以对测量的水土流失观测数据进行统一管理或处理。通过这种方式，可以自动测量径流小区的径流量，提高测量效率，降低人工成本。

步骤403，移动激光测距仪，获取所述径流小区的各位置点的地表侵蚀量。

其中，激光测距仪的类型可以是可拆卸分体式，本实施例不限于激光测距仪的类型。激光测距仪安装在径流小区的正上方，可以是通过设置径流小区内或小区外的可移动式支撑杆，将激光测距仪安装在径流小区的上方；也可以是通过径流小区上方设置的测杆，将激光测距仪安装在径流小区的上方。本实施例不限于激光测距仪的安装方式。

在外力的作用下，测杆可以沿着两侧的挡板顶部的可移动滑槽滑动，以带动激光测距仪滑动；且在外力的作用下，激光测距仪还可以在测杆上滑动。通过这种滑动方式，可以将激光测距仪移动到径流小区的任一观测点，以对整个径流小区的侵蚀地表形貌进行监测，减少了原有径流小区进入式测量的模式对雪道融雪带来的地表扰动，提高了观测数据的真实性和可靠度。

此外，激光测距仪上还设置有显示器，用于显示激光测距仪的探头测量的径流小区的地表侵蚀量。也可以通过数据传输单元，将径流小区的地表侵蚀量传输到数据管理服务端，以对水土流失观测数据进行统一管理或处理。

本实施例一方面采用具有待测雪道相关特性的径流小区对待测雪道的水土流失进行测量，以便类推到待测雪道的其他区域；另一方面，在径流小区的挡板的不同高度设置多个导流管，便于对径流小区的不同深度的岩土层和积雪层进行融雪径流和泥沙等进行测量，从而准确地获取反映整个雪道的径流量和产泥沙量；还在径流小区的正上方安装可移动式激光测距仪，用于在不进入径流小区影响融雪地表特征条件下对径流小区的不同位置地表侵蚀量进行动态测量，不仅可以降低人工观测的成本，还可以提高测量的精度。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述采用集流桶内的水流量传感器监测所述径流小区的径流量，并对所述集流桶内收集的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区的产泥沙量，包括：使用所述水流量传感器监测所述径流小区内积雪层和各岩土层的径流量，将所述积雪层和各岩土层的径流量相加，获取所述径流小区的径流量；对所述集流桶内收集的所述径流小区内积雪层和各岩土层的泥沙进行烘干后称重，获取所述径流小区内积雪层和各岩土层的产泥沙量，并将所述积雪层和各岩土层的产泥沙量相加，获取所述径流小区的产泥沙量。

具体地，在融雪期，采用水流量传感器对径流小区不同高度范围内的径流量进行测量。通过对各集流桶内的泥沙进行烘干后称重，获取径流小区不同高度范围内的产泥沙量进行测量。其中，测量的高度包括积雪层上表面、积雪层中间层、岩土层的土层上表面、砾石层上表面和砾石层底面等。

为了获取径流小区的径流量或产泥沙量，可以将径流小区不同高度范围内的径流量或产泥沙量进行相加，以获取径流小区的径流量或产泥沙量。

本实施例通过对径流小区进行全方位、分层次和多因子的全过程进行测量，可以全面获取雪道融雪水土流失的发展脉络和深层机理，通过分析这些测量数据可以揭示雪道融雪水土流失的规律。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。