专利名称：测量草本降雨截留量的装置和方法
技术领域：
本发明涉及森林生态领域，尤其涉及一种适用于野外长期观测自然状态草本层对自然降雨的截留过程的测量草本降雨截留量的装置和方法。
背景技术：
草本截留降雨是森林生态水文的不可或缺的一个环节，草本层参与到森林生态系统的物质和能量循环，对森林生态系统草本层降雨截留的研究对于阐明森林生态系统的水文过程和水源涵养功能具有重要的意义。现有技术中对森林系统草本层截留能力的研究主要有两种方法(I)将草本剪下后旋转在铁丝网上进行人工模拟降雨实验测算草本截留量，这种方法破坏了草本的原生状况，不适用于长序列观测，同时也无法测定自然降雨条件下草本层的截留特征和截留过程；(2)利用脱脂吸湿棉吸取雨后草本植被叶片上残留的降雨，利用电子天平称量前后重量变化，这种方法存在较大的人为操作误差，同时电子天平的精度也严重制约着实验数据的准确性。上述两种试验方法都存在着一定的缺陷，因此，有必要研制一种野外试验观测装置，既不破坏草本层原生状态，又能方便测量和记录草本层在自然降雨状态下的降雨截留过程，更准确全面地研究水分在草本层的传输和移动规律，揭示该水文作用层的水分传输机制。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种适用于野外长期观测自然状态草本层对自然降雨的截留过程的装置和方法。(二)技术方案为达上述目的，本发明的测量草本降雨截留量的装置，包括上下开口的薄壁桶1、薄壁桶底座2和集雨槽5 ;所述薄壁桶底座2具有与所述薄壁桶I下边缘适配的卡槽；所述薄壁桶底座2的底部开有多个通孔，所述集雨槽5为上下开口的漏斗结构，所述薄壁桶I置于所述薄壁桶底座2上，所述薄壁桶底座2置于所述集雨槽5上。优选的，所述薄壁桶I为圆柱形。优选的，所述薄壁桶I为金属材质。优选的，所述薄壁桶I下边缘磨成刀口。优选的，所述薄壁桶底座2的底部上铺有第一滤网3。优选的，所述薄壁桶底座2的底部固定有三根或三根以上支脚4。优选的，所述集雨槽5为圆台形漏斗结构，所述集雨槽5的上开口沿轴向向上延伸形成圆筒，所述集雨槽的下开口横向设有第二滤网，所述集雨槽5的下开口与输水管连接。优选的，所述集雨槽底部设有三根或三根以上活动支架6，所述活动支架6 —端设有外螺纹，通过与固定于集雨槽5底部的螺母旋合而与所述集雨槽5连接。优选的，所述薄壁桶I外径为30cm，高为IOcm ;所述薄壁桶底座2内径为30cm，高为1cm ;支脚4长度为IOcm ;所述集雨槽5的上开口内径为35cm，所述集雨槽5的下开口内径为2cm,所述集雨槽5的圆台形漏斗结构高为3cm。采用所述的测量草本降雨截留量的装置进行测量草本降雨截留量的方法，其特征在于，包括以下步骤S1.在林下选择一块草地，将薄壁桶I放置于枯落物表层，用锤子将薄壁桶I砸入土壤层，至薄壁桶I上端面与土壤层表面平齐时停止；S2.用铁铲将薄壁桶I取出放置于薄壁桶底座2上；S3.将集雨槽5及活动支架6架于草本层取出的地点之上，连接集雨槽5和活动支架6，并按照草地的坡度调节活动支架6，使草本保持自然状态；S4.将输水管与雨量计连接，对草本降雨截留量进行测量。(三)有益效果 本发明采用上述技术方案提供的装置及方法，适用于野外长期观测自然状态草本层对自然降雨的截留过程，既不破坏草本层原生状态，又能方便测量和记录草本层在自然降雨状态下的降雨截留过程，更准确全面地研究水分在草本层的传输和移动规律，揭示该水文作用层的水分传输机制。
图1是本发明的测量草本降雨截留量的装置的结构图；图2是本发明的测量草本降雨截留量的装置的薄壁桶底座结构图。图中，1:薄壁桶；2 :薄壁桶底座；3 :第一滤网；4 :支脚；5 :集雨槽；6 :活动支架。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明测量草本降雨截留量的装置作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例1如图1和图2所示，本发明的测量草本降雨截留量的装置，包括上下开口的薄壁桶1、薄壁桶底座2和集雨槽5 ;所述薄壁桶底座2具有与所述薄壁桶I下边缘适配的卡槽；所述薄壁桶底座2的底部开有多个通孔，所述集雨槽5为上下开口的漏斗结构，所述薄壁桶I置于所述薄壁桶底座2上，所述薄壁桶底座2置于所述集雨槽5上。 所述薄壁桶I为圆柱形。所述薄壁桶I为金属材质。优选的,所述金属材质为钢材。所述薄壁桶I 一端边缘磨成刃口。所述薄壁桶底座2的底部开有3个通孔，所述薄壁桶底座2的底部之上铺有第一滤网3。所述第一滤网3可以防止薄壁桶I中土壤进入集雨槽5而使集雨槽发生堵塞现象。优选的，所述第一滤网3为钢丝滤网。优选的，所述薄壁桶底座2的底部固定有三根支脚4。所述集雨槽5为圆台形漏斗结构,所述集雨槽5的上开口沿轴向向上延伸形成圆 筒，所述集雨槽的下开口端面设有第二滤网，所述集雨槽5的下开口与输水管连接。所述第二滤网是用来防止水管堵塞。所述集雨槽底部设有三根活动支架6，所述活动支架6 —端设有外螺纹，通过与固定于集雨槽底部的螺母旋合而与所述集雨槽5连接。所述螺母焊接于所述集雨槽的底部。所述活动支架高度可以通过螺纹调节，以适应不同坡度的草本层的坡度，保持草本层的自然状态，使测量结果更真实可靠，有利于研究人员对不同地域草本层的降雨截留过程的进行研究和分析。优选的，所述薄壁桶I外径为Φ30(πι，高为10cm，所述薄壁桶底座2内径为Φ30ο ,高为Icm,支脚4长度为3cm,所述集雨槽5的上开口内径为Φ 35cm,所述集雨槽5的下开口内径为02cm，所述集雨槽5的圆台形漏斗结构高为3cm。所述活动支架6长度为30cm,所述集雨槽5的上开口沿轴向向上延伸IOcm形成圆筒。采用所述的测量草本降雨截留量的装置进行测量草本降雨截留量的方法，包括以下步骤S1.在林下选择一块草地，将薄壁桶I放置于枯落物表层，用锤子将薄壁桶I砸入土壤层，至薄壁桶I上端面与土壤层表面平齐时停止；S2.用铁铲将薄壁桶I取出放置于薄壁桶底座2上；S3.将集雨槽5及活动支架6架于草本层取出的地点之上，连接集雨槽5和活动支架6，并按照草地的坡度调节活动支架，使草本保持自然状态；S4.将输水管与雨量计连接，对草本降雨截留量进行测量。优选的,所述雨量计为自记雨量计,可自动记录草本降雨截留量，方便研究人员对草本降雨截留量的研究，也使对草本降雨截留量的测量更加精确。待测量完草本降雨截留量之后，将薄壁桶I内的草本层土壤样本重新放回草本层取样位置，避免破坏草本层原生状态。采用上述实施例提供的装置及方法，适用于野外长期观测自然状态草本层对自然降雨的截留过程，既不破坏草本层原生状态，又能方便测量和记录草本层在自然降雨状态下的降雨截留过程。实施例2与实施例1不同之处在于所述薄壁桶I为方管，所述集雨槽5为正棱台形漏斗结构。所述薄壁桶I外径为30cmX 30cm，高为10cm，所述薄壁桶底座2内径为30cmX 30cm,高为1cm,支脚4长度为3cm,所述集雨槽5的上开口内径为35cmX 35cm,,所述集雨槽5的下开口内径为2cmX 2cm，所述集雨槽5的正棱台形漏斗结构高为3cm。所述活动支架6长度为30cm，所述集雨槽5的上开口沿轴向向上延伸IOcm形成方管。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。
权利要求
1.一种测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，该测量草本降雨截留量的装置包括上下开口的薄壁桶(I)、薄壁桶底座(2 )和集雨槽(5 );所述薄壁桶底座(2 )具有与所述薄壁桶(I)下边缘适配的卡槽；所述薄壁桶底座(2)的底部开有多个通孔，所述集雨槽(5)为上下开口的漏斗结构，所述薄壁桶(I)置于所述薄壁桶底座(2 )上，所述薄壁桶底座(2 )置于所述集雨槽(5)上。
2.根据权利要求1所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶(I)为圆柱形。
3.根据权利要求2所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶(I)为金属材质。
4.根据权利要求3所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶(I)下边缘磨成刀口。
5.根据权利要求1所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶底座(2)的底部上铺有第一滤网(3)。
6.根据权利要求1所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶底座(2)的底部固定有三根或三根以上支脚(4)。
7.根据权利要求2所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述集雨槽(5)为圆台形漏斗结构，所述集雨槽(5)的上开口沿轴向向上延伸形成圆筒，所述集雨槽的下开口横向设有第二滤网，所述集雨槽(5)的下开口与输水管连接。
8.根据权利要求7所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述集雨槽底部设有三根或三根以上活动支架(6)，所述活动支架(6) —端设有外螺纹，通过与固定于集雨槽(5)底部的螺母旋合而与所述集雨槽(5)连接。
9.根据权利要求8所述的测量草本降雨截留量的装置，其特征在于，所述薄壁桶(I)夕卜径为30cm，高为IOcm ;所述薄壁桶底座(2)内径为30cm，高为Icm ;支脚(4)长度为IOcm ;所述集雨槽(5)的上开口内径为35cm，所述集雨槽(5)的下开口内径为2cm，所述集雨槽(5)的圆台形漏斗结构高为3cm。
10.采用权利要求1-9任一项所述的测量草本降雨截留量的装置进行测量草本降雨截留量的方法，其特征在于，包括以下步骤 S1.在林下选择一块草地，将薄壁桶(I)放置于枯落物表层，用锤子将薄壁桶(I)砸入土壤层，至薄壁桶(I)上端面与土壤层表面平齐时停止； S2.用铁铲将薄壁桶(I)取出放置于薄壁桶底座(2)上； S3.将集雨槽(5)及活动支架(6 )架于草本层取出的地点之上，连接集雨槽(5 )和活动支架(6)，并按照草地的坡度调节活动支架(6)，使草本保持自然状态； S4.将输水管与雨量计连接，对草本降雨截留量进行测量。
全文摘要
本发明提供一种测量草本降雨截留量的装置和方法，该测量草本降雨截留量的装置包括上下开口的薄壁桶(1)、薄壁桶底座(2)和集雨槽(5)；所述薄壁桶底座(2)具有与所述薄壁桶(1)下边缘适配的卡槽；所述薄壁桶底座(2)的底部开有多个通孔，所述集雨槽(5)为上下开口的漏斗结构，所述薄壁桶(1)置于所述薄壁桶底座(2)上，所述薄壁桶底座(2)置于所述集雨槽(5)上。本发明适用于野外长期观测自然状态草本层对自然降雨的截留过程，既不破坏草本层原生状态，又能方便测量和记录草本层在自然降雨状态下的降雨截留过程。
文档编号G01N33/24GK103018422SQ20121050630
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者余新晓, 贾国栋, 杨芝歌, 樊登星, 牛健植, 张振明, 张学霞 申请人:北京林业大学