[發明專利]土壤表面粗糙度測定方法及裝置

無效

• 申請號: 200810083194.0
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101236063A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 沈禹穎;牛伊寧;南志標
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01B5/28
• 分類號: G01B5/28;G01C9/00;G01F23/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 張晉

技術領域

本發明涉及一種高度測量裝置以及用這種裝置進行測量的方法。確切講本發明是一種用于測量地塊表面粗糙度的裝置及測量方法。

背景技術

土壤表面的粗糙度是表征土壤水文特性和影響土壤性質的一個重要參數。粗糙的土壤表面增加了土壤表面積，可以蓄積部分降雨；增加太陽的輻射面積，增加地溫；減小風速，降低土壤風蝕；同時增加了土壤的蒸發量，降低了土壤水分。

土壤表面粗糙度的測定方法通常有非接觸式和接觸式兩種測定方式。非接觸式測定方法是用激光掃描探測進行測量。接觸式測定方法是在測定時儀器與地表接觸，接觸式方法主要有測針法，鏈條法和桿尺法。

測針法用間隔10cm的20根測針，沿地面測定20次，得到的400個點，由下式計算出粗糙度：

????????????R＝100lgS????????????????????????式1

式1中R(roughness)表示粗糙度，S表示各測定點高程值的標準差。

鏈條法是美國人Ali?Salch(1993)提出的，他認為當給定長度的鏈條(L₁)置于地表時，由于地面的上下起伏，其水平長度會減小，計算鏈條長度的減小值，再按式2得出衡量地面粗糙度的指數：

Cr=100*(1-L2L1)]]>式2

式2中Cr表示地面粗糙度指數，L₂為鏈條置于地面時的水平長度。

中國發明專利申請03114152.8公開一種土壤粗糙度的測量方法，這種方法與鏈條法相類似。該專利申請包括以下的步驟：1)在目標土地內隨機取樣，隨機固定兩點，兩點間距離為L；2)在固定兩點所在的直線上，用無彈性軟繩緊貼土壤的粗糙面放平，獲取兩點間軟繩拉直的距離L′：3)依次類推測定每個樣方：4)根據測得的數據得出每個樣方的土壤粗糙度Ci＝Li′/L(i＝1、2、3...n)，再這一公式得出整片目標土地的土壤粗糙度。

桿尺法分別用20，30，40，50cm長的測桿，沿降雨徑流方向置于地表，用直尺測量地面凹地的中點到桿的垂直高差，其平均值即為粗糙度R_h：

Rh=1hΣi=1nHi]]>式3

有研究表明，相對于桿尺法，鏈條法測定的結果穩定性高。但對于凹凸較小的地表，由于鏈條和地面的接觸面小和鏈條本身的節點之間距離大小的影響，鏈條法測定的精確度受到限制。

現階段尚無用于測量土壤表面粗糙度的專用裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量土壤表面粗糙度的專用裝置。

本發明的裝置是在一個框架上固定有一個支點，框架上還分別設置至少兩個與固定測臂平行且可沿框架的上下邊框運動的測針和可測量測針高度變化的高度指示。這里所述的高度指示是高度刻度。

本發明的框架上還設置有測量面與測針相垂直的水平儀。

本發明的框架上還設置有水位計。

本發明的框架上還設置至少兩根支撐桿，在測量時兩根支撐桿與固定支點形成對框架的穩定支撐。

本發明的水位計由柔性且透明的材料制成的水管，水管的一端與測針相平行的固定于框架上，并標有刻度，水管的另一端固定于與框架分離的支撐件上。

本發明的框架由空腹型材構成，框架的兩個相對的邊上定距離開設有測針孔，由剛性材料制成的測針的一端為尖端，另一端帶有一個可以限制其從框架的測針孔中滑出的結構。