[發明專利]一種近地表風沙流長期監測方法

無效

• 申請號: 201010288525.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN101949763A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 李生宇;雷加強;徐新文;王海峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆生態與地理研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/06
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及一種大氣環境沙塵量長期監測方法，具體涉及一種近地表風沙流長期監測方法。?

背景技術

近地表風沙流輸沙通量是研究風沙運動規律以及沙區工程設計必須考慮的問題。常用的風沙流監測方法是直接捕獲法，使用的工具為各種類型的集沙儀。按照收集原理，集沙儀可分為主動式和被動式，主動式多用于風洞內，而被動式由于使用方便，被大量使用。被動式集沙儀已發展出眾多的類型。分析發現，它們存在以下問題：(1)大部分被動式集沙儀的儲沙空間極為有限，只適合短時段觀測，長時間觀測集沙效率下降，誤差增加；(2)部分只能收集一個方向的風沙流輸沙，而少部分能夠收集所有方向的輸沙，對于后者，多數只將各方向的輸沙混合收集，得到總輸沙量，極少部分能夠按照不同風向分別進行收集，得到各方向的輸沙量。?

風沙監測集沙儀(專利號200620092161.9)是一種帶有旋轉裝置的楔形集沙儀，不僅能夠區分不同高度的輸沙，而且收集所有風向的輸沙總量，但是它的集沙空間較小，不適合長時間觀測。風沙流流量監測儀(專利號200610105285.0)是一種帶有旋轉裝置的管狀集沙儀，進沙口均勻連接在一個剖開的金屬管上，沙物質通過進沙口、金屬管到達地下的儲沙盒，可以收集所有風向的總輸沙，它有較大的儲沙空間，可以實現所有風向輸沙較長時段觀測。但該集沙儀的金屬管沒有排氣裝置，而將通氣孔設計在集沙桶的蓋板上，集沙管內渦流發育，沙顆粒容易溢出，導致整體集沙效率降低。不同風向定點集沙?儀(專利號97229178.4)是一種圓筒形集沙儀，圓筒的側壁從上到下安裝有進沙口和引沙通道，圓筒中間為排氣通道，各方向的沙粒經引沙通道收集到地下相應的集沙盒中。它有較大的儲沙空間，可以實現不同風向輸沙較長時段觀測，獲得所有方向的總輸沙量。但它地上部分為圓筒形，體積較大，對風沙流場干擾較大，同時進沙口從上到下呈均勻布設，下層對風沙流阻力較大，導致觀測誤差增大。?

本發明針對以上幾種全向被動式集沙儀風沙流輸沙觀測方法存在的問題，同時借鑒它們的優點，提供出一種對氣流干擾小、排氣性能好、集沙空間大、區分風向收集積沙的近地表風沙流輸沙監測方法。?

發明內容

本發明的目的是針對現有上述監測方法存在的不足，提供一種適于風沙流長期監測的集沙儀和監測方法，該方法中涉及裝置地上部分為采沙裝置由采沙器、風力驅動轉向裝置及地面保護環組成，地下部分為儲沙裝置由固定外桶及集沙盒組成。自然風力作用下風向標產成旋轉力矩，圍繞軸承、轉軸，支撐桿帶動旋轉圓盤及與它焊接在一起的采砂器隨風轉動。采用該方法可以利用風力驅動采沙器轉動，使進沙口始終正對風向，而同一風向范圍的輸沙都收集在同一個積沙盒中，能夠有效防止采沙器周圍風蝕造成的觀測數據失真現象發生，大的儲沙空間能夠實現長時間連續觀測。該方法適合于野外無人看管條件下風沙流長期定點觀測，可以減輕觀測者的野外工作強度。?

本發明所述的一種近地表風沙流長期監測方法，該方法中涉及裝置的地上部分采沙裝置由采沙器、風力驅動轉向裝置及地面保護環和地下部分儲沙裝置為固定外桶及集沙盒組成，其中采沙器是由疊加進沙通道(1)、導沙通道(3)、排氣網(2)、出沙口(4)、擋沙槽(5)、輔助擋沙板(25)和采沙器口罩(6)組成；風力驅動轉向裝置是由旋轉圓盤(7)、支撐桿(8)、尾翼(9)、轉軸(10)、旋轉軸承(11)、固定環(12)、固定螺絲(13)組成；地面保護環是?由圓環(23)和裙邊(24)組成；固定外桶是由固定外桶(17)和支撐橫桿(19)組成。具體操作按下列步驟進行：?

a、選擇一個地形平坦地塊，用鐵鍬挖一個略大于固定外桶(17)直徑的圓坑，坑深度稍大于固定外桶(17)的高度，坑底部鋪襯木板或磚，平整；?

b、將固定外桶(17)放于坑內，固定外桶(17)的上沿與地表平齊，用羅盤定出“北”方向，旋轉固定外桶(17)，使任一相鄰兩支撐橫桿(19)之間的桶壁中線刻度(21)對準正北方向，并在桶壁中線(21)上用記號筆標出“N”，同樣在其它的相鄰兩支撐橫桿(19)之間的桶壁中線(21)上標出相應方位；再將挖出的土回填到桶外與坑壁之間的間隙，并踏實；?

c、將集沙盒(18)分別放置于相鄰支撐橫桿(19)之間，集沙盒(18)的折邊(22)懸掛在兩邊的支撐橫桿(19)上，用記號筆在各集沙盒外壁上寫上與桶壁上標示的方位；?