专利名称：一种风沙流输沙监测方法
技术领域：
本发明涉及一种风沙流输沙监测方法，该方法中涉及风沙环境监测仪器。
背景技术：
近地表风沙流输沙通量是研究风沙运动规律以及沙区工程设计首要考虑问题。在风沙流输沙监测方法中集沙仪是监测风沙流的一种重要设备，按照收集原理集沙仪可分为主动式和被动式，主动式多用于风洞内，而被动式室内外都可以使用，由于使用方便，被大量使用。到目前为止，在风沙流输沙监测方法中形成了形式多样的被动式集沙仪，而梯度集 沙仪使用最为广泛。但目前使用的各种梯度集沙仪体积比较大或形态不规则，携带不便，使现场观测取样不方便。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种风沙流输沙监测方法，该方法中涉及装置为梯形集沙仪，该集沙仪是由集沙通道、导沙通道、储沙盒、固定板、储沙盒封堵螺丝、封闭盖组成，采用该方法中涉及的梯形集沙仪进行室内外风沙流输沙率和风沙流结构测定，不用打开集沙仪即可在现场将集沙取出，具有操作、携带方便的优点，可以提高工作效率和降低劳动强度。该集沙仪适用区域广，既可在干旱区使用，也可在湿润区使用，可广泛用于环境、生态、风沙地貌和防沙工程等方面的研究。本发明所述的一种风沙流输沙监测方法，该方法中涉及装置为梯形集沙仪，该集沙仪是由集沙通道、导沙通道、储沙盒、固定板、储沙盒封堵螺丝、封闭盖组成，具体操作按下列步骤进行
a、选择好风沙流输沙观测点，根据地表风向，在地面顺风向挖一个槽，将装好封闭盖(5 )的集沙仪放入槽内，使其与地面垂直，集沙通道口朝向来流方向，最下面的集沙通道(I)口与地表平齐，回填土，取附近地表土撒于地表；
b、去掉封闭盖(5)，记下时间，开始风沙流观测，观测时间10分钟内，盖好封闭盖(5)，记下时间；
C、将集沙仪取出，把集沙仪平放，用螺丝刀拧下最下面一个储沙盒(3)底部的螺丝
(4)，用样品袋套在该储沙盒底部，将集沙仪竖起，使沙粒全部从储沙盒中转移到样品袋中，封好样品袋，标记上储沙盒的高度和采样时间，然后再把螺丝拧上，顺次逐一取出各储沙盒内的集沙；
d、按步骤a再次布设集沙仪，进行再次观测。所述方法中涉及的梯形集沙仪中的导沙通道(2)为倾斜平行排列，倾角为45°，截面为正方形，导沙通道(2) —端与集沙通道(I)连接，另一端与储沙盒(3)连接，形成一个联通的通道，各层的集沙通道(I)、导沙通道(2)和储沙盒(3)相互连接为一体，成为“之”字形连通管道，各层的连通管道垂直叠加；在集沙通道(I)和储沙盒(3)的两侧安装固定板
(8),使集沙仪成为一个整体。
所述方法中涉及的梯形集沙仪的集沙通道(I)为下短上长的水平平行排列，通道截面为正方形，与导沙通道(2)的连接面分别采用斜截面(6)和正截面(7)交替连接。所述方法中涉及的梯形集沙仪中的导沙通道(2)倾斜排列的上下各通道互不联通。所述方法中涉及的梯形集沙仪的储沙盒(3)为上短下长排列，储沙盒(3)下部4个储沙盒竖直平行排列，截面为长方形，上部其余储沙盒水平平行排列，截面为正方形，储沙盒(3)与导沙通道(2)的连接面分别采用斜截面(6)和正截面(7)交替连接。所述方法中涉及的梯形集沙仪中的储沙盒(3)—侧为方形漏斗状，在方形漏斗状的底部为取样口，取样口上装有封堵螺丝(4)。
所述方法中涉及的梯形集沙仪中的封闭盖(5)为平板状的“U”形槽体，三面留口，用于套接在集沙通道(I)上。所述方法中涉及的梯形集沙仪中的材料为不锈钢、铁皮、有机玻璃或PVC材料，采用板材加工或矩形管材直接制作即可。本发明所述的一种风沙流输沙监测方法，该方法中所涉及的梯度集沙仪，主要由集沙通道(I)、导沙通道(2 )、储沙盒(3 )、储沙盒封堵螺丝(4 )及封闭盖(5 )等组成；集沙仪包含多个集沙单元，各集沙单元垂直叠加组合；风沙流挟沙在惯性作用下进入集沙单元，并被捕获，集沙可以通过储沙盒(3)尾部的小口倒出；为了防止非观测时间段内风沙流挟沙进入集沙仪，设计了封闭盖(6)，使用时套接在集沙通道(I)上，观测时去掉。针对现有集沙仪结构和加工制作存在的问题，本发明的解决技术方案是
(1)一般下垫面风沙流结构随高度增加而大幅下降，本发明将储沙盒大小设计为下大上小；
(2)将下部的储沙盒竖直排列，上部水平排列，集沙通道下短上长，导沙通道下短，上长；集沙通道、导沙通道、储沙盒的宽度都一致；导沙通道两端与集沙通道和储沙盒焊接，接口为不同角度的斜截面；
(3)集沙通道、导沙通道和储沙盒连接为一个集沙收集单元，各单元叠加组合，两侧加固定保护板，集沙仪整体不可拆卸；储沙盒底部有螺丝孔，储沙盒内收集的沙样通过储沙盒底部的孔倒出。该设计方案使该集沙仪积极缩小，形态规整，便于现场取样。
图I为本发明集沙仪整体结构和侧视图。图2为本发明集沙仪前视图。图3为本发明集沙仪后视图。图4为本发明集沙仪取样口上封堵螺丝图。图5为本发明集沙通道和储沙盒切割加工图。图6为本发明导沙通道切割加工图。
具体实施方式
实施例
本发明所述的一种风沙流输沙监测方法，该方法中涉及装置为梯度集沙仪，主要由集沙通道I、导沙通道2、储沙盒3、储沙盒封堵螺丝4及封闭盖5组成，具体制作步骤为制作集沙通道和储沙盒用薄板加工成管道，截成若干等长的管道，将管道平行排列为一个阵列，在管道的侧壁上画上切割线，相邻管道的切割截面角度不同，分别为锐角Y和直角(图5);图5右侧为集沙通道1，为下短上长的水平平行排列，左侧为储沙盒3，为下短上长的水平平行排列；
制作导沙通道用薄板加工成管道，截成若干等长的管道，将管道平行倾斜排列为一个阵列，倾角a为30-60°，形成导沙通道2;导沙通道2两端截面平行，截面角度@为180° -a-Y ;导沙通道2为倾斜平行排列，倾角为45° (图6);导沙通道2 —端与集沙通道I连接，另一端与储沙盒3连接，形成一个联通的通道；各层的集沙通道I、导沙通道2和储沙盒3相互连接为一个集沙收集单元，各集沙收集单元按顺序叠加组合成一体,成为“之”字形连通管道，各层的连通管道垂直叠加；在集沙通道I和储沙盒3的两侧安装固定板8， 使集沙仪成为一个整体；
集沙通道I为下短上长的水平平行排列，与导沙通道2的连接面分别采用斜截面6和正截面7交替连接，导沙通道2倾斜排列的上下各通道互不联通；
储沙盒3为上短下长排列，储沙盒3下部4个储沙盒竖直平行排列，截面为长方形，上部其余储沙盒水平平行排列，储沙盒3与导沙通道2的连接面分别采用斜截面6和正截面7交替连接，储沙盒3 —侧为漏斗状，在漏斗状的底部为取样口，取样口上装有封堵螺丝4 ；封闭盖5为平板状的“U”形槽体，三面留口，套接在集沙通道I上；
所述方法中涉及的梯形集沙仪中的材料为不锈钢、铁皮、有机玻璃或PVC材料，采用板材加工或矩形管材直接制作即可，集沙通道I、导沙通道2和储沙盒3截面可以为矩形(正方形，长方形)、圆形、椭圆形、长圆形等；
梯度集沙仪包含多个集沙单元，各集沙单元垂直叠加组合，风沙流挟沙在惯性作用下进入集沙单元，并被捕获，集沙可以通过储沙盒3尾部的取样口倒出；为了防止非观测时间段内风沙流挟沙进入集沙仪，设计了封闭盖5，使用时套接在集沙通道I上，观测时去掉；
使用时，选择好风沙流输沙观测点，根据地表风向，在地面顺风向挖一个槽，将装好封闭盖5的集沙仪放入槽内，使其与地面垂直，集沙通道I 口朝向来流方向，最下面的集沙通道I 口与地表平齐，回填土，取附近地表土撒于地表，以减少埋设集沙仪对地表的扰动作用；
去掉封闭盖5，记下时间，开始风沙流观测，观测一定时间后(一般小于10分钟)，盖好封闭盖5，记下时间；
将集沙仪取出，把集沙仪平放，用螺丝刀拧下最下面一个储沙盒3底部的螺丝4，用样品袋套在该储沙盒底部，将集沙仪竖起，使沙粒全部从储沙盒中转移到样品袋中，封好样品袋，标记上储沙盒的高度和采样时间，再把螺丝4拧上，顺次逐一取出各储沙盒3内的集沙；然后再重新布设集沙仪，进行再次观测。
权利要求
1.ー种风沙流输沙监测方法，其特征在于该方法中涉及装置为梯形集沙仪，该集沙仪是由集沙通道、导沙通道、储沙盒、固定板、储沙盒封堵螺丝、封闭盖组成，具体操作按下列步骤进行 a、选择好风沙流输沙观测点，根据地表风向，在地面顺风向挖ー个槽，将装好封闭盖(5)的集沙仪放入槽内，使其与地面垂直，集沙通道(I) ロ朝向来流方向，最下面的集沙通道ロ与地表平齐，回填土，取附近地表土撒于地表； b、去掉封闭盖(5)，记下时间，开始风沙流观测，观测10分钟内，盖好封闭盖(5)，记下时间； C、将集沙仪取出平放，用螺丝刀拧下最下面ー个储沙盒(3)底部的螺丝(4)，用样品袋套在该储沙盒底部，将集沙仪竖起，使沙粒全部从储沙盒中转移到样品袋中，封好样品袋，标记上储沙盒的高度和采样时间，然后再拧上螺丝，顺次逐一取出各储沙盒内的集沙； d、再按步骤a布设集沙仪，进行再次观测。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪中的导沙通道(2)为倾斜平行排列，倾角为45°，导沙通道(2)截面为正方形，导沙通道(2)—端与集沙通道(I)连接，另一端与储沙盒(3)连接，形成ー个联通的通道，各层的集沙通道(I)、导沙通道(2)和储沙盒(3)相互连接为一体，成为“之”字形连通管道，各层的连通管道垂直叠加，在集沙通道(I)和储沙盒(3)的两侧安装固定板(8)，使集沙仪成为ー个整体。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪的集沙通道(I)为下短上长的水平平行排列，通道截面为正方形，与导沙通道(2)的连接面分别采用斜截面(6)和正截面(7)交替连接。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪中的导沙通道(2)倾斜排列的上下各通道互不联通。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪的储沙盒(3)为上短下长排列，储沙盒(3)下部4个储沙盒竖直平行排列，截面为长方形，上部其余储沙盒水平平行排列，截面为正方形，储沙盒(3)与导沙通道(2)的连接面分别采用斜截面(6)和正截面(7)交替连接。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪中的储沙盒(3)—侧为方形漏斗状，在方形漏斗状的底部为取样ロ，取样ロ上装有封堵螺丝(4)。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪中的封闭盖(5)为平板状的“U”形槽体，三面留ロ，用于套接在集沙通道(I) 口上。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述的梯形集沙仪中的材料为不锈钢、铁皮、有机玻璃或PVC材料，采用板材加工或矩形管材直接制作即可。
全文摘要
本发明涉及一种风沙流输沙监测方法，该方法中涉及装置为梯形集沙仪，该集沙仪是由集沙通道、导沙通道、储沙盒、固定板、储沙盒封堵螺丝、封闭盖组成，采用该方法中涉及的梯形集沙仪进行室内外风沙流输沙率和风沙流结构测定，不用打开集沙仪即可在现场将集沙取出，具有便携、操作方便的优点，可以提高工作效率和降低劳动强度。该集沙仪适用区域广，既可在干旱区使用，也可在湿润区使用，可广泛用于环境、生态、风沙地貌和防沙工程等方面的研究。
文档编号G01M9/06GK102768106SQ201210219780
公开日2012年11月7日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者凌裕泉, 屈建军, 徐新文, 李生宇, 王海峰, 雷加强 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所