九孔分流桶在實際應用中存在的問題及改進建議

關鍵詞：九孔分流桶；水土流失；監測；水平校正 中圖分類號：S157 文獻標識碼：B DOI:10.3969/j. issn.1000-0941.2025.09.017 引用格式：.九孔分流桶在實際應用中存在的問題及改進建議[J].中國水土保持，2025(9):61-62.

坡面徑流監測小區的徑流泥沙觀測多為雨后總量觀測，若徑流很少，則可采用集流桶收集；若徑流泥沙總量很大，則需采用集流桶多級分流法收集。為解決多級分流法存在的占地面積大、費工、費力、費時等問題，水土保持學者設計出了九孔分流桶，并在實際的水土流失監測中得到普遍應用。九孔分流桶以集流桶為基礎，在集流桶上端均勻布設9個相同直徑的圓孔，并使其處于同一水平面，其中一個圓孔的導流管連接到下方固定的集流桶(分流桶)中[]。遭遇大雨時，九孔分流桶可將漫溢出的徑流均勻分成9份，只將其中1份導入下一級的集流桶(分流桶)，即可準確測量所需數據，避免多級加裝集流桶

1存在的問題

從九孔分流桶的設計原理可以看出，只有在保證絕對水平放置的狀態下，九孔分流桶才能將溢出的徑流均勻分成9份，進而準確測算出實際的坡面徑流量。因此，每年對九孔分流桶進行水平校正是水土流失定點監測的重要工作之一。但在實際應用中發現，受多方面因素的影響，九孔分流桶很難保持絕對的水平放置狀態，即9個分流孔不在同一水平面（見圖1），部分分流孔不能分流，會出現七孔分流、六孔分流的現象，更有甚者會出現收集不到分流的極端現象。

傾斜的九孔分流桶會嚴重影響水土流失監測數據的準確性，根據其傾斜狀況的不同，監測數據會出現兩種變化：一是連接集流桶的分流孔不能分流，溢出的徑流通過其他分流孔流出，集流桶無法收集到分出的徑流，導致測算出的徑流、泥沙數據小于實際情況，監測數據中通常會多次出現九孔分流桶滿溢而集流桶徑流量為0的現象；二是連接集流桶的分流孔可以分流，其他分流孔部分不能分流，進入集流桶的徑流比例大于1/9，導致測算出的徑流、泥沙數據大于實際情況，監測數據中該小區的徑流系數會連續偏高，可能多次出現大于0.6的現象。

圖1九孔分流桶傾斜狀態

2 原因分析

2.1加工存在誤差

加工過程中，可能存在兩種情況導致九孔分流桶的分流孔不在同一水平面上。一是分流孔開挖過程中存在誤差，造成分流孔直徑或水平位置不一致，各分流孔最下端與桶底的距離存在誤差，即分流高度不一致，導致位置偏高的分流孔不能分流（見圖2)；二是分流孔外接分流短管焊接精度不夠，可能會出現分流管向上傾斜或向下傾斜的情況，特別是上斜，會間接提高該分流孔的分流高度，導致漫溢的徑流不能通過

該分流孔流出（圖3）。

。。。 分流孔水平線

圖2分流孔開挖異常示意

圖3分流管焊接異常示意

2.2 下墊面沉降

以石匣監測站為例，該監測站九孔分流桶標準尺寸為高 1.0m. 底面積 1.13m² ，材料為304不銹鋼拉絲板，單桶質量達 150kg ，若遭遇大雨，則九孔分流桶漫溢時整體質量可達1000多 kg ，這就對放置九孔分流桶的下墊面強度有很高的要求。若下墊面為土質地面或透水磚地面等，則短時間后下墊面就會產生嚴重的沉降，所以放置九孔分流桶的位置必須鋪設混凝土。若混凝土強度不夠或鋪設混凝土時未提前夯實基礎，則長時間后也會出現下墊面沉降現象，導致九孔分流桶逐漸傾斜。

2.3校正存在困難

目前，很多監測站點主要依靠水平尺觀測九孔分流桶水平狀況，然后通過調節底部螺栓對其進行水平校正。但在實際操作中發現，這種校正方法的使用存在兩方面的困難：

一是水平尺測量為間接測量，主要是通過觀測九孔分流桶底部的水平程度，來間接評估分流孔的水平狀況。九孔分流桶多由薄鋼板焊接而成，體積大、質量大，桶底及桶壁都存在一定程度的變形，單純依靠水平尺不能準確真實地反映分流孔的水平狀況。

二是九孔分流桶多放置在野外環境中，底部螺栓受潮濕環境的影響，2~3a便會產生嚴重的銹蝕。一方面螺栓位于分流桶底部，與地面只有 5cm 左右的距離，維護人員難以對底部螺栓開展有效的維護與保養；另一方面質量達 150kg 的九孔分流桶對底部螺栓產生很大的壓力，單純依靠人力、鉗子、扳手等，很難轉動位于桶底狹小空間內的螺栓，難以實現九孔分流桶的水平校正。

3 意見與建議

3.1 推進自動化觀測

受設計原理的限制，九孔分流桶功能的發揮對其絕對水平的放置狀態產生依賴，而在野外復雜的環境下很難構建出理想的放置環境。因此，在具備一定條件時，水行政主管部門應該大力推動坡面徑流泥沙的自動化觀測，實現徑流泥沙的雨中過程流量觀測，摒棄雨后總量觀測的方法，從根本上避開分流桶難以水平校正的問題。

3.2 加強過程監管

一方面是對九孔分流桶制作過程加強監管，嚴格審查設計圖紙，對其中的重點、要點反復強調和溝通，同時全過程跟蹤，降低制作過程中出現誤差的概率；另一方面是嚴格九孔分流桶下墊面鋪設流程，要求施工人員夯實下墊面基礎，并采用高強度混凝土進行鋪設，降低使用過程中下墊面出現沉降的可能性。

3.3 改進校平方法

一方面是放棄水平尺觀測，改間接觀測為直接觀測，如使用激光水平儀，將水平的激光線直接打在所有分流孔的下端，通過肉眼即可觀察分流孔的水平狀況，且不受九孔分流桶形變等不良因素的影響；另一方面是在九孔分流桶下部設置維修坑，留出空間以方便維修人員進入分流桶底部開展校平工作，降低校平難度。

4結束語

九孔分流桶是傳統水土流失測量中的重要設備之一，普遍應用于全國各地的水土保持監測站點，是獲取坡面徑流數據最直接的監測設施。在實際應用中，受設計原理和野外環境的限制，九孔分流桶在獲取準確的水土流失監測數據方面存在一定困難，這就需要水土保持學者從原理上不斷完善九孔分流桶的設計缺陷，也需要水行政主管部門進一步制定完善九孔分流桶的水平檢測和校正技術規范，不斷提高九孔分流桶的監測精度。在具備一定條件的情況下，希望各監測站點能夠不斷引進新技術，推進坡面水土流失的自動化觀測，實現坡面徑流的雨中過程流量自動化監測。

參考文獻：

[1］水利部水土保持監測中心.徑流小區和小流域水土保持監測手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2015：8.

（責任編輯 徐素霞)