CN107063204A - 一种陆地水文蒸发器的观测***与观测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陆地水文蒸发器的观测***,包括有蒸发器内桶,在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口,引水口外接两端贯通的刻度玻璃管,玻璃管口向上并且其高度在蒸发皿最高设置水位之上。更好地设计为:所述刻度玻璃管倾斜设置,玻璃管刻度为半毫米一个刻划,玻璃管与水平面的夹角为11.537度。玻璃管的长度,以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度,根据历史资料计算为180毫米。有益效果是:实现皿外观测,直接读出0.1毫米的水面高度,既准确又方便直观;即使大风天气对玻璃管读数也没有影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种水文要素——陆地水面蒸发量的观测***与方法,尤其是一种陆地水文蒸发器的观测***与观测方法。
背景技术
水文、气象站网大部分有水面蒸发观测任务。水面蒸发资料一般通过器测法和经验公式法两种途径获得。由于影响蒸发的因素很多,并且之间的关系错综复杂,经验公式只能考虑其中的几个因素,其误差一般较大,一般在无法进行器测时才使用。
世界各国采用不同形式的蒸发器测量水面蒸发量。它们的材料、形状、大小、安装方式、观测方法各有不同。我国水文部门蒸发研究工作约起步于 20世纪 20年代, 80年代水文仪器研制部门研制成功 E601型蒸发器。因该蒸发器采用玻璃钢材料制成,成功解决了原蒸发器存在的问题,目前已成为水文气象部门推广应用的标准仪器。
本发明是以我国目前普及使用的E-601型蒸发器为对象进行的研究设计。
E-601型蒸发器主要由蒸发器内桶、外水圈、溢流桶和测针四部分组成。蒸发器内桶是一个器口面积为3000平方厘米、有圆锥底的圆柱形桶,器口正圆,口缘为内直外斜的刀刃形。桶底中心装有一根直管,在直管的中部有三根支撑与桶壁连接,以固定直管的位置并使之垂直。直管的上端装有测针座,座上装有器内水面指示针,用以指示蒸发桶中水面高度。在桶壁上开有溢流孔,孔的外侧装有溢流嘴,用胶管与溢流桶相连通,以承接因降水从蒸发桶内溢出的水量。桶身的外露部分和桶内侧涂上白漆,以减少太阳辐射的影响。测针用于测量蒸发器内水面高度。使用时将测针的插杆插在蒸发桶中的测针座上,插杆下部的圆盘与座口相接。插杆上面用金属支架把测杆平行地固定在插杆旁侧。测杆上附有游标尺,可使读数精确到0.1毫米。测杆下端有一针尖,用磨擦轮升降测杆,使针尖上下移动,对准水面。观测方法是: 每日8时进行定时观测。观测时先调整测针尖与水面恰好相接,然后从游标尺上读出水面高度。读数方法:通过游尺零线所对标尺的刻度,即可读出整数;再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线,游尺上这根刻度线的数字,就是小数读数。 蒸发量=前一日水面高度+降水量(以雨量器观测值为准)-测量时水面高度。
实践发现,目前E601型蒸发器观测用测针存在以下缺陷:1.测针底座长期使用容易变形,测针读数面面对不同方向时读数相差较大;2.测针极易松动,造成读数误差甚至掉入水中;3.由于制造和使用原因游标读数精度较差,有时难以读出毫米以下数据;4.蒸发器中水面受当时风力影响较大,水面起伏,虽然测针设有杯形静水器,但大风天气读数时仍然波动较大,而且在蒸发器内***测针装置也会搅动水面引起波动,从而影响观测精度。
发明内容
为了克服现有E601型蒸发器观测装置及其方法的缺陷,本发明设计一种陆地水文蒸发器的观测***,可以直读,直读精度到0.1毫米,操作简便可靠。
本发明的技术方案如下:一种陆地水文蒸发器的观测***,包括有蒸发器内桶,在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口,引水口外接倾斜的刻度玻璃管,刻度玻璃管的下端与在蒸发器侧壁上设置的一个引水孔相连,利用液体压强的传递原理,将蒸发器的水面高度传递至倾斜的刻度玻璃管内。将玻璃管的刻度设计成人的肉眼所能目测分辨的最小刻划,本发明经过实验设计为0.5毫米一个分划,将垂直为1个毫米单位的高度,转为倾斜玻璃管的10个分划,一个分划对应0.1毫米的水面高度,这样不必进行游标读数,即可直读至0.1毫米。玻璃管的倾斜角度,可计算为arcsin1/5, 即玻璃管与水平面的夹角为11.537度 。实际安装时利用量杯加减水进行验证调整。玻璃管的长度,以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度,根据历史资料计算为180毫米。为保证玻璃管的安全,将玻璃管设置在一个长方形盒子内,在玻璃管刻度面的上部置一个***装置,将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机上,实现室内观测。同时,在蒸发器的外侧一定距离处设置一个高度低于蒸发器口的储水罐,罐与蒸发器上部通过软皮管联通,软皮管上安装一个微型管道泵和一个电磁阀,将管道泵和电磁阀的开关控制线引入办公室内,蒸发器水面低于规定数值时在室内即可向蒸发器内注水。
采用的技术方案是:
在蒸发器的北侧设置一个长方形的观测装置,装置内设置倾斜的带有刻度的玻璃管,玻璃管两端是敞开的,不封堵。在蒸发器的器壁上设置一个引水孔,将有刻度的玻璃管底端与引水孔相连,将蒸发器的水面高度传递至倾斜的刻度玻璃管内。为解决水面高度读数直读出0.1毫米的问题,将玻璃管的刻度设计为人的肉眼所能目测分辨的刻划,本发明经实验设计为0.5毫米一个分划,将1个毫米单位的水面垂直高度由倾斜的玻璃管转换为10个分划,这样每个分划即相对于0.1毫米的垂直水面高度,不必进行游标读数,直读玻璃管刻度即可读出0.1毫米的水面高度值。玻璃管安置与水平面的倾斜角度,可计算为arcsin1/5,即玻璃管与水平面的夹角为11.537度,玻璃管的长度,以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度,根据历史资料计算为180毫米。在距玻璃管刻度面一定距离的上部设置一个***装置,将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机上,实现室内观测。同时,在蒸发器的外侧一定距离处设置一个高度低于蒸发器口的储水罐,罐与蒸发器上部通过软皮管联通,软皮管上安装一个微型双向管道泵和一个电磁阀,电磁阀的开关与管道泵的启闭为同一开关控制,同步开与闭,将管道泵的开关控制线引入室内,在室内即可完成向蒸发器内注水或取水。
本发明的有益效果是
一种陆地水文蒸发器的观测***与观测方法,彻底解决了目前E601型蒸发器观测用测针存在的缺陷,实现皿外观测,皿内不再设置测针基座等设备,减少了影响蒸发值的因素,观测结果更加精确;不必使用游标进行读数,直接读出0.1毫米的水面高度,既准确又方便直观;大风恶劣天气使蒸发器中水面起伏较大,由于玻璃管连通的是蒸发器的水体下部,玻璃管的水面高度是通过水体的压强传递的,即使大风天气对玻璃管读数也没有影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理图。
图中1.蒸发器内桶,2. 刻度玻璃管,3. ***装置,4. 引水口,5. 加水管,6.微型管道泵,7.储水罐,8. 电磁阀。
具体实施方式
现参照附图,结合实施例说明如下:本发明所述一种陆地水文蒸发器的观测***与观测方法,附图中,在蒸发器内桶1的侧壁上设置一个引水口4,用软管与倾斜的刻度玻璃管2连通,刻度玻璃管2的刻度是0.5毫米一个分划,倾斜角度是使1毫米的垂直水面高度显示为10个刻度玻璃管分划,玻璃管与水平面的倾斜角度为11.537度 。玻璃管的长度,以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度,根据历史资料计算为180毫米。在玻璃管上方设置***装置3,抓取刻度玻璃管2的水面读数传至室内,在蒸发器内桶1的外侧设置一个储水罐7,通过加水管5与蒸发器内桶1连通,在加水管5的管道上设置微型管道泵6和电磁阀8,***装置3、微型管道泵6和电磁阀8的控制线路通过地下电缆引入室内。
Claims (7)
1.一种陆地水文蒸发器的观测***,包括有蒸发器内桶,其特征是:在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口,引水口外接两端贯通的刻度玻璃管,玻璃管口向上并且其高度在蒸发器最高设置水位之上。
2.如权利要求1所述的陆地水文蒸发器的观测***,其特征在于所述刻度玻璃管倾斜设置,玻璃管刻度为半毫米一个刻划,玻璃管与水平面的夹角为11.537度 。
3.如权利要求1所述的陆地水文蒸发器的观测***,其特征在于在距玻璃管刻度面一定距离的上部设置一个***装置,将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机的显示屏上。
4.如权利要求1或2或3所述的陆地水文蒸发器的观测***,其特征在于所述玻璃管设置在所述蒸发器的北侧。
5.如权利要求1所述的陆地水文蒸发器的观测***,其特征在于所述的蒸发器还设有自动补水装置。
6.一种陆地水文蒸发器的观测方法,其特征是:在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口,引水口外接两端贯通的刻度玻璃管,玻璃管口向上并且其高度在蒸发器最高设置水位之上,刻度玻璃管倾斜设置,倾斜角度为11.537度,玻璃管刻度为半毫米一个刻划,观测时直读刻度玻璃管上的刻度即可取得蒸发数据。
7.如权利要求6所述一种陆地水文蒸发器的观测方法,其特征是:通过在距玻璃管刻度面一定距离的上部设置一个***装置,将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机的显示屏上,实现室内观测。
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