一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法。
【背景技术】
[0002]沙质荒漠化是荒漠化的主要类型。我国沙漠及沙漠化土地的面积高达149万平方公里，约占国土面积的15.5 %，是世界上荒漠化最严重的国家。风沙危害是沙区的主要环境灾害形式。风沙流中的沙粒对交通设施和通信传输都有很大的破坏作用。因此，对风沙活动进行系统监测和科学研究是沙漠化防治的重要基础，而提高监测效率和观测精度是当前面临的主要问题。
[0003]捕获法是一种风沙流的直接观测方法，也是常用方法，而集沙仪则是直接观测的重要仪器设备。国内外已经研发了诸如平口集沙仪、多路方口集沙仪、翻斗式集沙仪、BSNE采集器等多种集沙仪，但由于储沙空间小(一般只有数克至数百克)，绝大多数集沙仪只适合输沙通量较小的区域，仅限短期观测。对于大输沙通量区的风沙流观测来说，这些常规集沙仪的缺点凸显，用其进行较长时段观测，不仅野外观测工作量大幅增大，也使观测的准确性降低。针对这一问题，亟需开发一种适合大输沙通量区的集沙仪和观测方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有集沙仪储沙空间小，不适合大输沙通量区风沙观测的难题，提供一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中涉及的大存储量的集沙仪是由储沙桶、第一连接器、第二连接器、导沙管、进沙管、通气管和透气网组成，风沙流挟沙从进沙口通过导管进入储沙桶，空气则由通气管溢出。利用多个该集沙仪，可以分别收集不同风向和不同高度范围的风沙流输沙。本发明所述的集沙仪储沙空间大、装卸方便、能够长时间连续观测，通过集群联合观测可全面了解区域风沙流输沙特征，为大输沙通量区近地表风沙流观测提供了一种适用观测方法，可大幅减轻野外风沙观测强度和提高观测精度。
[0005]本发明所述的一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中涉及的大存储量的集沙仪是由储沙桶、第一连接器、第二连接器、导沙管、进沙管、通气管和透气网组成，进沙管(4)为三通管，进沙管(4)的下口与导沙管(3)—端连接，导沙管(3)的另一端通过第一连接器(2)与积沙桶(1)顶端的接口连接，进沙管(4)的上口与通气管(5)的一端连接，通气管(5)的另一端安装透气网(6)，通过第二连接器(7)予以固定；导沙管(3)的长度可根据实际观测高度而调整，从而改变进沙管(4)进沙口与地表的距离，具体操作按下列步骤进行:
a、在观测区域选择一块下垫面性质较均一的平坦区域，以某一点为圆心(8)，以某一长度为半径，在地面画圆(9 );用地质罗盘找出圆上相对于圆心的不同方位，并做好标记(10);
b、在各标记(10)点上用铁锹挖坑，坑的大小略大于储沙桶(1);
c、在组装好的集沙仪上标记好对应方位，放入挖好的坑内，使进沙管(4)上的进沙口和通气管(5)出露地表，将进沙管(4)上的进沙口朝向某一预定方向，调整储沙桶埋深，使进沙管(4)上的进沙口下沿与地表距离保持10cm ;
d、在集沙仪的储沙桶(1)上埋土，踏实，洒少量水，以减少地表风蚀破坏，移除地表多余的土，保持地表相对平坦；
e、观测一段时间后，挖出集沙仪，卸掉储沙桶(1)口上的第一连接器(2 )，将储沙桶(1)中的积沙倒入采样袋中，袋上做好标记，再重复步骤c和d再次埋设集沙仪，继续进行观测。
[0006]步骤b中在各标记(10)点挖多个坑，埋设不同观测高度的集沙仪，对多个高度范围的风沙流输沙进行观测。
[0007]本发明所述的一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，拟从两方面解决以往集沙仪存在的问题:一方面是增大集沙仪的储沙空间，另一方面是改变集沙仪所观测风沙流的高度和方向范围。本发明设计的集沙仪具有大的储沙空间，仅收集某一方向和某个高度范围的风沙流，用多个集沙仪在相似下垫面上进行集群联合观测，可以获得近地表风沙流的输沙通量。采用多个集沙仪分高度、分方向进行集群观测，可以较为准确地、高效地观测高输沙通量区的风沙流，可以实现较长时间的连续观测，使野外风沙观测劳动强度大为降低。所涉及的集沙仪储沙量空间大、结构简单、易于安装和维护使用。
[0008]本发明所述的一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中风沙流进入进沙管(4)上的进沙口后，所挟带沙粒与进沙管(4)内壁碰撞减速，在重力作用下，顺导沙管
(3)跌落到储沙桶(1)中，而一部分气流向上通过通气管(5)和透气网(6)溢出，保证储沙桶(1)内部与外部大气压一致。
[0009]本发明所述的一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中通过改变导沙管(3)的长度来调整进沙管(4)与地表的距离，从而实现对不同高度范围内风沙流的观测；集沙仪埋设时通过改变进沙管(4)上进沙口的朝向，实现对不同方向风沙流输沙的观测。
[0010]本发明所涉及的大存储量的集沙仪可以用多种材料加工和组装而成。
【附图说明】
[0011]图1为本发明涉及的大储沙空间集沙仪的整体结构示意图；
图2为本发明涉及的大储沙空间集沙仪组件安装方法示意图；
图3为本发明的集沙仪埋设方位示意图；
图4为本发明集沙仪集群观测布置图；
图5为本发明观测后集沙仪取样后挖出实物图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图进一步描述。
实施例
[0013]本发明所述的高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中涉及的大存储量的集沙仪是由储沙桶、第一连接器、第二连接器、导沙管、进沙管、通气管和透气网组成，进沙管4为三通管，进沙管4的下口与导沙管3 —端连接，导沙管3的另一端通过第一连接器2与积沙桶1顶端的接口连接，进沙管4的上口与通气管5的一端连接，通气管5的另一端安装透气网6，通过第二连接器7固定；进沙管4的进沙口的内径为5 cm，具体操作按下列步骤进行:
a、在观测区域选择一块下垫面性质较均一的平坦区域，以某一点为圆心8，以某一长度为半径，在地面画圆9 ;并用地质罗盘，找出圆上相对于圆心的16个方位如N，NNE，NE，ENE，E，ESE，SE，SSE，S，SSW，SW，WSff, W，WNW，NW，NNW,并做好标记 10 ；
b、在各标记10点上用铁锹挖坑，坑的大小略大于储沙桶1;
c、在组装好的集沙仪上标记好对应方位，放入挖好的坑内，使进沙管4和通气管5出露地表，将进沙管4上的进沙口朝向预定方向，调整储沙桶埋深，使进沙管4上的进沙口下沿与地表距离保持10 cm ；
d、在集沙仪的储沙桶1上埋土，并踏实，洒少量水，以减少地表风蚀破坏，移除地表多余的土，保持地表相对平坦(图4);
e、待观测一段时间后，逐一挖出集沙仪，卸掉储沙桶1口上的第一连接器2，将储沙桶1中的积沙倒入采样袋中，袋上做好标记(图5)，再将集沙仪安装好，按照步骤c和d再次埋设，可以进行继续观测。
[0014]如要观测0-20 cm高度范围的风沙流输沙，在步骤b中的各标记点挖4个坑，埋设4个集沙仪，通过调整导沙管3的长度和改变进沙管4进沙口与地表的距离，分别观测0-5cm、5_10 cm、10_15 cm、15_20 cm高度范围的风沙流输沙。
【主权项】
1.一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，其特征在于该方法中涉及的大存储量的集沙仪是由储沙桶、第一连接器、第二连接器、导沙管、进沙管、通气管和透气网组成，进沙管(4)为三通管，在进沙管(4)的下口与导沙管(3)—端连接，导沙管(3)的另一端通过第一连接器(2)与积沙桶(1)顶端的接口连接，进沙管(4)的上口与通气管(5)的一端连接，通气管(5)的另一端安装透气网(6)，并用第二连接器(7)予以固定；导沙管(3)的长度根据实际观测需要调整，从而改变进沙管(4)进沙口与地表的距离，具体操作按下列步骤进行: a、在观测区域选择一块下垫面性质较均一的平坦区域，以某一点为圆心(8)，以某一长度为半径，在地面画圆(9 );用地质罗盘找出圆上相对于圆心的不同方位，并做好标记(10); b、在各标记(10)点上用铁锹挖坑，坑的大小略大于储沙桶(1); c、在组装好的集沙仪上标记好对应方位，放入挖好的坑内，使进沙管(4)上的进沙口和通气管(5)出露地表，将进沙管(4)上的进沙口朝向预定方向，调整储沙桶埋深，使进沙管(4)上的进沙口下沿与地表距离保持10cm ; d、在集沙仪的储沙桶(1)上埋土，踏实，洒少量水，以减少地表风蚀破坏，移除地表多余的土，使地表相对平坦； e、观测一段时间后，挖出集沙仪，卸掉储沙桶(1)口上的第一连接器(2 )，将储沙桶(1)中的积沙倒入采样袋中，袋上做好标记，再重复步骤c和d，继续进行观测。2.如权利要求1所述的高输沙通量区近地表风沙流观测方法，其特征在于步骤b中在各标记(10)点挖多个坑，埋设不同观测高度的集沙仪，对多个高度范围的风沙流输沙进行观测。
【专利摘要】本发明涉及一种高输沙通量区近地表风沙流观测方法，该方法中涉及的大存储量的集沙仪是由储沙桶、第一连接器、第二连接器、导沙管、进沙管、通气管和透气网组成，风沙流挟沙从进沙口通过导沙管进入储沙桶，空气则由通气管溢出。利用多个该集沙仪，可以分别收集不同风向和不同高度范围的风沙流输沙。本发明所述的集沙仪储沙空间大、装卸方便、能够长时间连续观测，采用集群联合观测可全面了解区域风沙流输沙特征，为大输沙通量区近地表风沙流观测提供了一种适用观测方法，可大幅减轻野外风沙观测劳动强度和提高观测精度。
【IPC分类】G01W1/00
【公开号】CN105259593
【申请号】CN201510714754
【发明人】王海峰, 李生宇, 俞祥祥, 袁鑫鑫, 王世杰, 徐新文, 雷加强
【申请人】中国科学院新疆生态与地理研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月29日