CN104122062A - 一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，当风沙流来临时，风向标为旋转动力带动长方形集沙探头迎风收集垂直断面风沙流，集沙探头内部为上下一体的风沙流通道，外壳表面两侧布有排气孔，排气孔上焊接有200目不锈钢网，使大部分气流通过它流出，迫使集沙探头内的沙流减速，改变风沙流流动方向，沙粒开始降落，沙尘粒经过导沙通道有排沙嘴汇集到不同方向的扇状接沙箱内。风沙流过后，按方向将扇状接沙箱取出沙样倒入袋子里称重计量，根据计算公式计算出单位面积和单位时间流进扇状接沙箱的土壤风蚀量的大小。本发明结构简单，使用方便。可广泛应用于林业学、生态学、风沙物理学和铁路、公路、水库、工矿工程防沙效益观测等方面的研究，是观测土壤风蚀必不可少的一种仪器。

Description

一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪

技术领域

本发明涉及集沙仪，尤其涉及一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪。

背景技术

土壤风蚀是影响农田、建筑物、公路、铁路、渠道、水源及总体环境严重的问题之一。在我国西部干旱地区，由于风速大，风沙活动频繁，这一问题更为突出。在大风季节土地中的大量养分因风蚀而损失。细土粒不断吹失，降低了耕地肥力,丧失生产力，它是在风力作用下的移动现象。风携带各种不同的沙尘土粒，使其发生不同距离的位移，这种现象称风的搬运作用。当近地面的风速大于5m/s时，0.1～0.25mm粒径的细土粒就能被搬运形成风蚀。通常，被风吹扬的土粒的颗粒大小和风速成正比。土壤风蚀沙尘土粒的颗粒中的浓度与高度有关。据观察，风沙流中的绝大部分土粒颗粒都在近地表500mm以下，并随着风速的增大而增多升高，细土粒随风力的运动方式有3种：①﹤0.2mm的沙粒在风速5m/s时呈悬浮状态移动称悬浮；②气流中跳跃的颗粒，降落时碰撞地面而产生的回弹称跃移；③跃移颗粒对地面较大颗粒冲击后，缓慢向前移动称蠕移。

我国是一个受土壤风蚀比较严重的国家。我国的西部地区多以牧区为主，而土壤风蚀正是因为大规模砍伐树木以及在脆弱的生态环境中无限制地放牧造成的严重后果。土壤风蚀造成土地沙漠化、盐碱化、形成戈壁。而我国沙漠化土地已达358万k㎡，占全国土地面积的37%，而且沙漠化土地仍以2100k㎡/y的速度增长。为了根治土壤风蚀所造成的后果必须采取合适的技术措施防止土壤风蚀的结构。在科学实验活动中，沙通量的测定需长期定点多方位收集观测数据，而且要求沙通量的观测结果能与风速、风向建立相互关系，以便进行土壤风蚀的研究和工程计算。这样就需要研制一种能够收集野外土壤风蚀梯度采集仪的仪器。

发明内容

综上所述，本发明的目的旨在提供一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，利用其结构特征，定点的实现在沙尘暴特定环境下获得在单位时间里单位面积的土壤风蚀的收集。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，包括风向标、集沙探头、固定探头旋转架、伞状挡沙盘、伞状分隔导沙板、轴承套固定架、扇状接沙箱、探头支架旋转轴杆、保护筒和轴承套杆，保护筒内设有轴承套固定架和8个扇状接沙箱，其上设有保护筒盖板；集沙探头穿过保护筒盖板中心孔，通过固定探头旋转架连接探头支架旋转轴杆；探头支架旋转轴杆外设有轴承套杆；探头支架旋转轴杆与轴承套杆之间通过旋转轴承套接；轴承套固定架上安装有8个伞状分隔导沙板；伞状分隔导沙板位于2个扇状接沙箱之间的间隙上方。

上述集沙探头的迎风面为长方形进沙口，其两侧设有排气孔；集沙探头上方设有风向标，其内部有导沙通道和风沙流通道，下方设有排沙嘴。

上述保护筒盖板上安装指北标记和水平气泡。

上述固定探头旋转架的上方安装伞状挡沙盘；伞状挡沙盘与集沙探头密封固定，与保护筒盖板之间有间隙。

上述排气孔上设有200目不锈钢网。

本发明的优点和产生的有益效果是：

本发明采用风向标为旋转动力带动长方形集沙探头迎风收集垂直断面风沙流，集沙探头内部为上下一体的风沙流通道，外壳表面两侧布有排气孔上面焊接有200目不锈钢网使大部分气流通过它流出，沙尘粒经过导沙通道流进排沙嘴，排沙嘴开口呈40-45°朝下翘，并且与下端呈扇状接沙箱通过每个横向伞状方位分隔导沙板相贯通，经过一段时间后取出沙样称重。因此可以很方便地收集20㎜×1000㎜断面不同方位的土壤风蚀量，测得的数据与风向、风速资料建立相关关系。

本发明结构简单，便于携带，使用方便。可广泛应用于林业学、生态学、风沙物理学和铁路、公路、水库、工矿工程防沙效益观测等方向的研究，是长期观测土壤风蚀必不可少的一种仪器。

 

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图中：1—风向标、2—集沙探头、3—排气孔、4—固定探头旋转架、5—伞状挡沙盘、6—保护筒盖板、7—排沙嘴、8—伞状方位分隔导沙板、9—轴承套固定架、10—扇状接沙箱、11—旋转轴承、12—探头支架旋转轴杆、13—保护筒、14—轴承套杆、15—长方形进沙口、16—导沙通道、17—风沙流通道、18—水平气泡。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，包括风向标1、集沙探头2、固定探头旋转架4、伞状挡沙盘5、伞状分隔导沙板8、轴承套固定架9、扇状接沙箱10、探头支架旋转轴杆12、保护筒13和轴承套杆14， 保护筒13内设有轴承套固定架9和8个扇状接沙箱10，其上设有保护筒盖板6；集沙探头2穿过保护筒盖板6中心孔，通过固定探头旋转架4连接探头支架旋转轴杆12；探头支架旋转轴杆12外设有轴承套杆14；探头支架旋转轴杆12与轴承套杆14之间通过旋转轴承11套接；

轴承套固定架9上安装有8个伞状分隔导沙板8；伞状分隔导沙板8位于2个扇状接沙箱10之间的间隙上方。

集沙探头2的迎风面为长方形进沙口15，其两侧设有排气孔3；集沙探头2上方设有风向标1，其内部有导沙通道16和风沙流通道17，下方设有排沙嘴7。

保护筒盖板6上安装指北标记和水平气泡18。

固定探头旋转架4的上方安装伞状挡沙盘5；伞状挡沙盘5与集沙探头2密封固定，与保护筒盖板6之间有间隙。

排气孔3上焊接有200目不锈钢网。

排沙嘴7呈40-45°朝下，使风沙流流入其中一个扇状接沙箱10相内收集。

实施例

使用时，先将保护筒13内的轴承套固定架9上中心装有轴承套杆14、探头支架旋转轴杆12、紧密配合支撑固定探头旋转架4、调整好后埋入土壤中，伞状挡沙盘5、并与土壤地面相平，将8个扇状接沙箱10绕保护筒13的内圆周排好，在轴承套固定架9上安装伞状方位分隔导沙板8，置于其下部的两个扇状接沙箱10的间隙上方；将长方形集沙探头2穿过伞状挡沙盘5用螺栓固定，把保护筒盖板6盖好然后用螺栓拧紧保护筒盖板6，用指北针对准指北标记，将水平气泡18调平。

当风沙流来临时，开始记录时间、风向、风速值。风向标1受风力作用下转动，，风向标1为旋转动力带动长方形集沙探头2迎风收集垂直断面风沙流，集沙探头2的长方形进沙口15面对风沙流方向开始收集沙流，当土壤风沙流沿水平方向进入集沙探头2的长方形进沙口15后，在导沙通道16内大部分气流经过8个排气孔3排出，迫使集沙探头2内的沙流减速，改变流动方向，沙粒开始降落，流入风沙流通道17从排沙嘴7中流出，从保护筒盖板6与旋转缝隙中流入的蠕移量通过伞状挡沙盘5导流到接沙箱10外边。

根据风向的改变，风向标1为旋转动力带动长方形集沙探头2转动，沙粒汇集到各自对应的扇状接沙箱10内。

经过一段很长时间，风沙流过后，记录停止时间，打开保护筒盖板6取出集沙探头2和伞状挡沙盘5，按方向顺序将扇状接沙箱10的沙尘倒入袋子里，称重计量。从单位和单位时间进入扇状接沙箱10沙尘量的多少，可从不同方向根据计算公式计算出单位面积和单位时间流进扇状接沙箱10的土壤风蚀量的大小。

Claims (5)

1.一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，包括风向标（1）、集沙探头（2）、固定探头旋转架（4）、伞状挡沙盘（5）、伞状分隔导沙板（8）、轴承套固定架（9）、扇状接沙箱（10）、探头支架旋转轴杆（12）、保护筒（13）和轴承套杆（14），其特征是：保护筒（13）内设有轴承套固定架（9）和8个扇状接沙箱（10），其上设有保护筒盖板（6）；集沙探头（2）穿过保护筒盖板（6）中心孔，通过固定探头旋转架（4）连接探头支架旋转轴杆（12）；探头支架旋转轴杆（12）外设有轴承套杆（14）；探头支架旋转轴杆（12）与轴承套杆（14）之间通过旋转轴承（11）套接；轴承套固定架（9）上安装有8个伞状分隔导沙板（8）；伞状分隔导沙板（8）位于2个扇状接沙箱（10）之间的间隙上方。

2.如权利要求1所述的一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，其特征在于：所述集沙探头（2）的迎风面为长方形进沙口（15），其两侧设有排气孔（3）；集沙探头（2）上方设有风向标（1），其内部有导沙通道（16）和风沙流通道（17），下方设有排沙嘴（7）。

3.如权利要求1所述的一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，其特征在于：所述保护筒盖板（6）上安装指北标记和水平气泡（18）。

4.如权利要求1所述的一种用于测定野外土壤风蚀的旋转式8方位集沙仪，其特征在于：所述固定探头旋转架（4）的上方安装伞状挡沙盘（5）；伞状挡沙盘（5）与集沙探头（2）密封固定，与保护筒盖板（6）之间有间隙。

5.如权利要求1或2所述的一种旋转式野外土壤风蚀8方位集沙仪，其特征在于：所述排气孔（3）上设有200目不锈钢网。