[實用新型]基于光伏發電和降雨-蒸發測定的坡地植被集雨補灌裝置

有效

• 申請號: 201821447639.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN208807271U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 曹建生;沈彥俊;范學軍;郭亞星;陽輝;王賀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16;G01W1/06;H02J7/35;E03B3/02
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 張培元

本實用新型公開了一種基于光伏發電和降雨?蒸發測定的坡地植被集雨補灌裝置，由降雨?蒸發測定機構、植被補灌機構、光伏發電?集雨機構交互構成。本實用新型不僅能夠實現短時間尺度降雨與水面蒸發的自動化同時測定，做到無人堅守條件下的長期使用，同時具有結構簡單、便于操作、集流效率高、節水省時省力成本低的特點，能夠有效加強干旱山區苗木的抗旱能力，并提高其生長質量，促進山區生態修復與生態產業發展。

技術領域

本實用新型涉及生態環境監測技術領域，尤其涉及一種適于野外實測使用的多功用一體化測量裝置和坡地植被集雨補灌裝置。

背景技術

降雨與水面蒸發監測是生態環境監測的重要內容，同時也是開展較早的要素。降雨是指在大氣中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天氣現象，降雨監測是在時間和空間上所進行的降水量和降水強度的觀測，測量方法包括用雨量器直接測定方法以及用天氣雷達、衛星云圖估算降水的間接方法。傳統雨量器，也就是最早的雨量器，主要由承水器（漏斗）、儲水筒（外筒）、儲水瓶組成，并配有與其口徑成比例的專用量杯，主要用于一段時間內的降雨總量的測量，無法完成過程監測，也就是無法對不同時刻降雨強度進行測定，并且需要及時進行清理，否則會影響后續的使用。隨著科學技術的不斷進步，特別是信息化技術的高速發展，降雨過程自動監測手段也有了長足的進步，目前常見的有虹吸式降雨過程自動監測裝置、稱重式降雨自動監測裝置、翻斗式降雨自動監測裝置。 水面蒸發是指水面的水分從液態轉化為氣態逸出水面的過程，關于水面蒸發的研究，遠在1687年，天文學家哈利（E. Halley）用蒸發器觀測水面蒸發量，1802年道爾頓（J. Dalton）提出蒸發量與水汽壓差成比例關系，1915年施米特（W. Schmidt）應用熱量平衡原理，確定洋面蒸發，1939年桑斯韋特與霍爾茲曼（C. W. Thornthwaite & Benjamin Halzman）導出質量轉移法計算蒸發公式，1920年左右，一些學者于水面撒布單分子薄膜，以試驗控制水面蒸發。中國于20世紀20年代開始用直徑80厘米蒸發器觀測水面蒸發，50年代開展蒸發實驗研究，80年代初根據全國蒸發實驗資料，確定了不同氣候區的各類蒸發器折算系數及水面蒸發計算模型。水面蒸發的測定方法歸納起來主要有三種途徑，一是采用一定的儀器和某種手段進行直接測定；二是根據典型資料建立地區經驗公式進行估算；三是通過成因分析建立理論公式進行計算。

另一方面，我國水資源緊缺問題十分嚴重，華北地區尤其明顯，人均水資源量（307m³）、畝均水資源量（211m³）均不足全國的1/7。農業作為用水大戶，在華北地區的用水中一直占著60%以上的份額，其中河北的農業用水量占總用水量的比例是最高的，2011年為74.2%，2016年為64.1%；同時，還存在著水資源利用率低的問題，2011年華北地區灌溉水有效利用系數僅為0.58；另外，水分生產效率雖然達到了2.56kg/m³，接近于全國的平均水平（3.0kg/m³），但是距離世界先進水平國家的水分生產效率（3.5-5.0 kg/m³）還有一段差距。因此，節約、高效利用有限的水資源，對于河北省農業可持續發展具有重要意義。