(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210642931.6 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 街道八一路2 99号 (72)发明人 杨中华　范玉洁　牛皓　刘建华　 李明　方浩泽　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 龚雅静 (51)Int.Cl. G01C 11/04(2006.01) G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 21/84(2006.01)E02B 1/02(2006.01) (54)发明名称 一种测量河流岸坡生态护岸结构表面基质 流失的方法 (57)摘要 本发明提供一种测量河流岸坡生态护岸结 构表面基质流失的方法， 包括实地调研岸坡优势 植被， 在培养箱中进行不同基质类型、 不同覆土 厚度、 不同基质压实度、 不同植被类型的优势植 被培养， 获取测量样本； 制作冲刷测量装置， 使测 量样本放置在冲刷测量装置中； 通过冲刷测量装 置进行现场冲刷 实验； 计算不同基质类型、 不同 覆土厚度、 不同基质压实度、 不同植被类型覆盖 和不同保护物条件下， 基质的冲刷量及冲刷速 率； 分析不同基质类型、 不同覆 土厚度、 不同基质 压实度、 不同植被类型覆盖和不同保护物对冲刷 速率影响， 能够适用于不同坡度岸坡、 不同类型 基质冲刷量及冲刷速率， 可以应用于野外河岸原 位测试水流条件无法控制的情况。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114993265 A 2022.09.02 CN 114993265 A 1.一种测量河流岸坡生态护 岸结构表面基质流失的方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1、 实地调研岸坡优势植被， 在培养箱中进行不同基质类型、 不同覆土厚度、 不同基 质压实度、 不同植被 类型的优势植被培 养， 设置不同保护物， 获取测量样本； 步骤2、 制作冲刷测量装置， 所述冲刷测量装置包括半封闭框、 针板和相机， 所述半封闭 框设有顶部开口和前侧面开口， 所述针板通过调节结构固定在所述半封闭木框的顶部开口 上方， 所述针板上均匀分布有多排测针， 每一测量样本对应一个测针， 使测量样本放置在冲 刷测量装置中； 步骤3、 通过冲刷测量装置进行现场冲刷实验， 所述半封闭框倾斜一定角度放置在岸坡 上， 所述前侧面开口面向河流， 所述针板水平置于岸坡上方， 将所述相机通过支架固定在冲 刷测量上 方； 步骤4、 计算不同基质类型、 不同覆土厚度、 不同基质压实度、 不同植被类型覆盖和不同 保护物条件下， 基质的冲刷量及冲刷速率； 步骤5、 分析不同基质类型、 不同覆土厚度、 不同基质压实度、 不同植被类型覆盖和不同 保护物对冲刷速率影响。 2.根据权利要求1所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于， 所述步骤1包括： 步骤101、 依据实验场年度平均来水过程计算岸坡不同高程年平均淹没时间， 对岸坡坡 面进行高程区的划分； 步骤102、 在现场依据GPS定位系统， 依据高程区的划分结果， 调查护岸岸 坡不同高程区 物种， 综合 植被的生长特性， 在每 个高程区筛 选2到3个优势植被； 步骤103、 采用箱式种植方法， 制作实地冲刷实验的测量样本 。 3.根据权利要求2所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于： 依据实验场年度 平均来水过程计算坡面不同高程年平均淹没时间， 高程区包括淹没带、 沿岸水位变动I带、 沿岸水位变动II带和季节 性洪泛带， 其中， 淹没带的年均淹没时间2 40天 以上， 沿岸水位变动I带的年均淹没时间120 ‑240天， 沿岸水位变动II带的年均淹没时间60 ‑ 120天， 季节性洪泛带的年均淹没时间6 0天以下。 4.根据权利要求1所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于： 在现场依据GPS 定位系统， 依据高程区的划分结果， 年内分汛期前后共进 行两次调查， 汛 前和汛后均在每个高程区随机设置a个样方， 其中， 草本植物样方的数量为a1， 灌木样方的 数量为a2， a＝a1+a2， 调查护岸岸坡不同高程区样方内不同植被的盖度及植被高度， 依据样 方内物种出现的频率、 高度、 盖度计算各个物种的优势度， 综合植被的植株平均高度、 耐淹 性、 根系形态、 发芽率及优势度， 每 个高程区筛 选2‑3个优势植被。 5.根据权利要求4所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于， 优势度Yi的计算公式为： Yi＝Pi·fi 其中： Pi为重要值； fi为某一植被出现的频率； 重要值Pi＝(相对盖度+相对高度)/2； 物 种出现的频率fi＝(植被出现的次数/样方个数) ×100％； 相对盖度＝(某 一植被的盖度/样 方内所有植被的盖度之和) ×100％； 相对高度＝(某 一植被的高度/样方内所有植被的高度 之和)×100％。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114993265 A 26.根据权利要求1所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于， 所述步骤3包括： 步骤301、 实验组设计， 设置变量为基质类型、 覆土厚度、 基质压实度、 保护物、 植被类 型， 将测量样本放置在冲刷测量装置中； 步骤302、 装填土样， 对测试土样装填质量进行记录、 分层装填、 压实和整平； 步骤303、 放置测量工具， 将装填好的土样放置于对应的岸坡上， 调整调节结构使得针 板处于水平位置， 在相应位置放置测 针， 测针全部放完之后， 由于土面整平的问题， 测 针的 初始读数会有一些偏差， 下水之前， 用相机拍摄初始时刻的照 片， 读出各个测针初始的原始 读数； 步骤304、 放置测量样本， 将装好土样的冲刷测量装置一半入水一半出露放置于岸坡 上， 记录样方下水时间， 根据预实验对冲刷速率的估计， 设置拍照间隔， 采用相机进 行拍摄， 当针板上测针的读数基本不动时时， 记录冲刷结束的时间， 拍摄照 片后， 记录不同时刻对应 的照片编号。 7.根据权利要求1所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于， 所述步骤4包括： 步骤401、 整理同一变量条件下实验的照片， 根据照片编号， 读出测针读数和两个相邻 时刻照片之间的时间差 Δt； 步骤402、 进行冲刷量和冲刷速率的计算； 依据装填的土样的重量和体积， 计算所装土 样的密度ρ测试土样； 有效测针的选择， 由于测量装置的局限性， 合理的选择有效的测针进行读 数； 依据测针读数， 计算对应时间段内冲刷量M和冲刷速率v， 将 针板上水平横向方向两个针 孔之间的距离及水平纵向方向两个针孔之间的距离均设置为m， 一个测针对应的冲刷提的 体积ΔV为： ΔV＝ΔhS 其中， 测针相邻两个时刻下落的高度为Δh， 每根测针对应的面积， S为板上水平横向方 向两个针孔之间的距离和水平纵向方向两个 针孔之间的距离的面积； 冲刷量M： M＝ρ测 试土样∑Δh×S 其中， ρ测 试土样为测试土样的密度； ∑Δ h为针板上 所有测针相邻两个时刻下落的高度； 冲刷速率ν： v＝M/Δt 其中， Δt为测针相邻两个时刻差 。 8.根据权利要求1所述的测量河流岸坡生态护岸结构表面基质流失的方法， 其特征在 于： 所述步骤5具体包括： 步骤501、 依据控制变量基质类型、 覆土厚度、 基质压实度、 植被类型覆盖和保护物， 分 组整理不同时刻冲刷速率和冲刷量数据； 步骤502、 绘制不同变量影响下冲刷速率与冲刷时间的关系曲线， 同时绘制所有实验组 累积冲刷量与 冲刷时间的关系曲线； 步骤503、 依据不同变量影响下冲刷速率与冲刷时间的关系曲线， 分析不同变量对冲刷 速率的影响。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114993265 A 3