专利名称：一种全向输沙监测方法
技术领域：
本发明涉及一种风沙监测方法，具体涉及一种全向输沙监测方法。
背景技术：
一个地区的不同风向的年 沙总量的精确测定，对于该地区经济建设中的环境评估和沙漠化治理都具有十分重要的意义。国际上常用的BSNE集沙仪可以随风旋转，可以收集到某个高度所有风向的输沙总量，但无法区分每个风向的输沙，而且储沙盒空间小，只适于短时段观测。国内开发了集中全向集沙仪(1)不同风向定点集沙仪(专利号97229178. 4)通过外各个方向的集沙口将风沙流收集到地下相应风向的集沙盒中，获得一定时段内地表一定高度范围内、各个方向的输沙总量，有较大的储沙空间，可以实现不同风向输沙较长时段观测，但地上部分体积较大，对风沙流场干扰较大，影响集沙收集的准确性；(2)风沙监测集沙仪(专利号200620092161. 9)能够分别收集不同高度所有风向的输沙总量，也存在集沙空间较小、无法区分不同风向输沙量的缺点；(3)风沙流流量监测仪(专利号200610105285. 0)较大的储沙空间，可以实现地表所有风向输沙的较长时段观测，能获得一定时段内地表一定高度范围内所有方向输沙的总量，但也不能区分不同的输沙；(4)一种近地表不同风向风沙流输沙通量监测仪器(专利号201020537918. 7)克服了以上集沙仪的缺点，可以收集地表一定高度范围内不同风向较长时段的输沙总量，但是该仪器还存在野外现场取样收风沙天气影响、旋转装置易受沙粒影响的缺点。本发明针对目前全向输沙监测方法中使用的测定仪存在的问题，提供一种耐风沙、可现场取样、储沙空间大、可收集不同方向输沙的全向输沙测定仪。
发明内容
本发明目的在于，提供一种全向输沙监测方法，该方法中涉及的测定仪是由地上组块和地下组块两大部分组成，其中集沙器、分流翼、地上旋转系统及风向标组合为地上组块，地下旋转系统和套筒组合为地下组块，选择风沙观测点，在地上挖坑，将测定仪的地下组块竖直放入坑内，在地上和地下组块之间设有地面保护环，将观测点周围地表撒原状土，减少人为扰动，开始观测；观测10-20天或一次沙尘天气后，到观测点进行取样，采用该方法中涉及的测定仪可以收集不同风向的输沙，适合于野外无人看管条件下风沙流长期定点观测。该测定仪装卸方便，进行风沙流输沙观测，可以实现观测现场取样，提高观测数据质量，能够提高工作效率，降低野外工作强度、延长仪器使用寿命。该测定仪适应范围广，湿润区和干旱区都可使用，可广泛用于环境监测、生态恢复、防沙工程设计等方面。本发明所述的一种全向输沙监测方法，该方法中涉及的测定仪是由地上组块和地下组块两大部分组成，其中集沙器(I)、分流翼(2)、地上旋转系统及风向标组合为地上组块，地上旋转系统是由地上轴(3)、顶盖(4)、套管(10)和轴连接件(9)组成一个整体；地下旋转系统和套筒(13)组合为地下组块，地下旋转系统是由地下轴(15)、轴承座(17)、轴承
(16)、锁紧螺扣(19)、套筒(13)和储沙盒组(14)组成，在地上和地下组块之间设有地面保护环(21)，具体操作按下列步骤进行
a、选择风沙观测点，在地上挖坑，将套筒(13)竖直放入坑内，采用罗盘定位，旋转套筒，使桶壁上沿的缝隙与罗盘所指的“N”方向一致，套筒(13)周围填土至与地表平齐，将地表防护环(21)套在套筒(13)外地表上；
b、将储沙盒组(14)通过地上轴(15)穿过放入套筒(13 )内，旋转储沙盒组(14 )，使储沙盒组(14)外壁的金属片(22)与套筒(13)外壁的缝隙镶嵌；
c、将顶盖(4)的中心孔(25 )与地下轴(15 )对准，顺时针旋转，紧密连接，将风向标的连接杆(8)中部的孔套在地上轴(3)顶部，用螺母固定，将观测点周围地表撒原状土，减少人为扰动，开始观测；
d、观测10-20天或一次沙尘天气后，到观测点进行取样，先把顶盖(4)逆时针旋转取下，取出储沙盒组(14)，在套筒(13)顶部和储沙盒组顶部罩上袋子，防止风沙进入，逐一拧开储沙盒组(14)底部的封堵螺丝(23)，使沙样收集到样品袋(盒)中，并标记相应的方向，然后逐一再拧上封堵螺丝(23)，将套筒(13)顶部和储沙盒组顶部罩着的袋子去除，放入储沙盒组(14)和顶盖(4)，重新开始观测；
e、使用一段时间后，将输沙观测仪取出，清理套筒(13)内集沙，拧下底板(20)固定螺丝，卸下底板，倒出集沙，然后再将底板装上即可。该方法中所涉及的测定仪中的地上组块中的风向标是由风向舵(6)、连杆(8)和箭头(7)组成，风向标中的连杆(8)中间设有孔将地上轴(3)插入固定，连杆(8)的一端固定风向舵(6)，另一端固定箭头(7)。该方法中所涉及的测定仪中的顶盖(4)为平底圆形盘，在盘底中心孔(25)处固定轴连接件(9)，轴连接件(9)上焊接有套管(10)，地上轴(3)通过套管(10)固定在轴连接件(9 )上，在地上轴(3 ) —侧壁上固定集沙器(I)，并在对应的另一侧壁上固定分流翼(2 )，分流翼(2)的一端通过固定件(11)固定在顶盖(4)上，在顶盖(4)沿半径方向开有漏沙孔(12)。该方法中所涉及的测定仪中的分流翼(2)为一对叶片，呈“八”字形展开。该方法中所涉及的测定仪中的集沙器(I)为六边形的扁盒，在集沙器(I)设有进沙口和漏沙口，漏沙口与顶盖(4)的漏沙孔(12)对应，在进沙口处焊接有若干加强片(24)。该方法中所涉及的测定仪中的地下旋转系统中的地下轴(15) —端固定在轴连接件(9)上，另一端的中部和下部固定轴承(16)，轴承座(17)—端与轴承(16)连接，另一端固定在套筒(13)壁上，轴承座(17)上设有漏沙孔(18)，地下轴(15)底部固定有锁紧螺扣
(19)。该方法中所涉及的测定仪中的套筒(13)上口处沿纵向开有小口，在储沙盒组(14)顶端的外壁上设有金属片(22)，金属片(22)镶嵌在套筒(13)上口处沿纵向开的小口中，套筒(13 )底部设有底板(20 )，通过螺丝固定在套筒(13 )壁上。该方法中所涉及的测定仪中的储沙盒组(14)内为双圆筒，在双圆筒之间采用隔片分割成若干个扇柱形空间，每个空间为一个储沙盒单元，每个储沙盒底部为漏斗形状，在漏斗底部采用螺丝(23)封堵，储沙盒组(14)通过地下轴(15)放入套筒(13)内。该方法中所涉及的测定仪中的集沙器(I)采用不锈钢、镀锌铁皮、有机玻璃或PVC材料制作。
本发明所述的一种全向输沙监测方法，该方法中所涉及的测定仪具有360°旋转、地上部分对气流干扰小、运输和装卸方便、抗风沙、取样方便、储沙空间大等优点，这种全向输沙监测方法可以获得观测点各个风向的风沙流输沙量，可以减轻野外风沙观测的工作量，提高观测数据的准确性。
图I为本发明全向输沙测定仪内部结构示意 图2为本发明储沙盒组示意 图3为本发明储沙盒单元底部结构示意图；
图4为本发明集沙器进沙口结构示意 图5为本发明分流翼结构及组装 图6为本发明顶盖底部结构示意 图7为本发明防护环结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图进一步描述，并给出实施例。本发明所述的一种全向输沙监测方法，该方法中所涉及的测定仪是由地上组块和地下组块两大部分组成，其中集沙器I、分流翼2、地上旋转系统及风向标组合为地上组块，地上组块中的风向标是由风向舵6、连杆8和箭头7组成，地上旋转系统是由地上轴3、顶盖4、套管10和轴连接件9组成一个整体；地下组块中的地下旋转系统是由地下轴15、轴承座17、轴承16、锁紧螺扣19、套筒13和储沙盒组14组成，风向标中的连杆8中间设有孔将地上轴3插入固定,连杆8的一端固定风向舵6,另一端固定箭头7,顶盖4为平底圆形盘,在盘底中心孔25处固定轴连接件9，轴连接件9上焊接有套管10，地上轴3通过套管10固定在轴连接件9上，在地上轴3 —侧壁上固定集沙器1，并在对应的另一侧壁上固定分流翼2，分流翼2的一端通过固定件11固定在顶盖4上，分流翼2为一对叶片，呈“八”字形展开，用于使气流顺利绕流通过，减少对气流的扰动，在顶盖4沿半径方向开有漏沙孔12，集沙器I为矩形的六边形的扁盒，在集沙器I最长边开口，为进沙口，一个最短边开口，为漏沙口，安装时集沙器I漏沙口与顶盖4的漏沙孔12对齐固定，为了加强集沙器I的结构强度，在进沙口焊接有若干加强片24 ；
集沙器I采用不锈钢、镀锌铁皮、有机玻璃或PVC材料制作；
地下旋转系统和套筒13组合为地下组块，地下旋转系统中的地下轴15 —端固定在轴连接件9上，另一端的中部和下部固定轴承16，轴承座17 —端与轴承16连接，另一端固定在套筒13壁上，轴承座17上设有漏沙孔18，即便有沙子进入到套筒13内，可以让流沙通过漏沙空18进入到套筒13底部，套筒底部的底板20通过螺丝固定在套筒13壁上，卸掉底板20，即可将流沙清除，地下轴15底部固定有锁紧螺扣19，在套筒13的上口处沿纵向开有小口，在储沙盒组14顶端的外壁上设有金属片22，金属片22镶嵌在套筒13上口处沿纵向开的小口中，使储沙盒组14位置保持固定，套筒13底部设有底板20，通过螺丝固定在套筒13壁上，在储沙盒组14内为双圆筒，在双圆筒之间采用隔片分割成若干个扇柱形空间，每个空间为一个储沙盒单元，每个储沙盒底部为漏斗形状，在漏斗底部采用螺丝23封堵，储沙盒组14通过地下轴15放入套筒13内，在每个储沙盒单元的桶壁中线标记方向，在标记“N”方向的储沙盒单元外壁中线处，与壁垂直竖向焊接一小块金属片22 ；
在地上和地下组块之间设有地面保护环21，地面保护环21呈圆环状，安装时套在顶盖4外围的地表，用于防止风沙长期对采集器周边地表的风蚀，从而提高观测精度，具体操作按下列步骤进行
a、选择风沙观测点，在地上挖坑，将套筒13竖直放入坑内，采用罗盘定位，旋转套筒，使桶壁上沿的缝隙与罗盘所指的“N”方向一致，套筒13周围填土至与地表平齐，将地表防护环21套在套筒13外地表上；b、将储沙盒组14通过地上轴15穿过放入套筒13内，旋转储沙盒组14，使储沙盒组14外壁的金属片22与套筒13外壁的缝隙镶嵌；
C、将顶盖4的中心孔25与地下轴15对准，顺时针旋转，紧密连接，将风向标的连接杆8中部的孔套在地上轴3顶部，用螺母固定，将观测点周围地表撒原状土，减少人为扰动，开始观测；
d、观测10-20天或一次沙尘天气后，到观测点进行取样，先把顶盖(4)逆时针旋转取下，取出储沙盒组14，在套筒13顶部和储沙盒组顶部罩上袋子，防止风沙进入，逐一拧开储沙盒组14底部的封堵螺丝23，使沙样收集到样品袋(盒)中，并标记相应的方向，然后逐一再拧上封堵螺丝23，将套筒13顶部和储沙盒组顶部罩着的袋子去除，放入储沙盒组14和顶盖4，重新开始观测；
e、使用一段时间后，将输沙观测仪取出，清理套筒13内集沙，拧下底板20固定螺丝，卸下底板，倒出集沙，然后再将底板装上即可。
权利要求
1.一种全向输沙监测方法，其特征在于该方法中涉及的测定仪是由地上组块和地下组块两大部分组成，其中集沙器(I)、分流翼(2)、地上旋转系统及风向标组合为地上组块，地上旋转系统是由地上轴(3)、顶盖(4)、套管(10)和轴连接件(9)组成一个整体；地下旋转系统和套筒(13)组合为地下组块，地下旋转系统是由地下轴(15)、轴承座(17)、轴承(16)、锁紧螺扣(19)、套筒(13)和储沙盒组(14)组成，在地上和地下组块之间设有地面保护环(21)，具体操作按下列步骤进行 a、选择风沙观测点，在地上挖坑，将套筒(13)竖直放入坑内，采用罗盘定位，旋转套筒，使桶壁上沿的缝隙与罗盘所指的“N”方向一致，套筒(13)周围填土至与地表平齐，将地表防护环(21)套在套筒(13)外地表； b、将储沙盒组(14)通过地上轴(15)穿过放入套筒(13)内，旋转储沙盒组(14)，使储沙盒组(14)外壁的金属片(22)与套筒(13)外壁的缝隙镶嵌； c、将顶盖(4)的中心孔(25 )与地下轴(15 )对准，顺时针旋转，紧密连接，将风向标的连接杆(8)中部的孔套在地上轴(3)顶部，用螺母固定，将观测点周围地表撒原状土，减少人为扰动，开始观测； d、观测10-20天或一次沙尘天气后，到观测点进行取样，先把顶盖(4)逆时针旋转取下，取出储沙盒组(14)，在套筒(13)顶部和储沙盒组顶部罩上袋子，防止风沙进入，逐一拧开储沙盒组(14)底部的封堵螺丝(23)，使沙样收集到样品袋(盒)中，并标记相应的方向，然后逐一再拧上封堵螺丝(23)，将套筒(13)顶部和储沙盒组顶部罩着的袋子去除，放入储沙盒组(14)和顶盖(4)，重新开始观测； e、使用一段时间后，将输沙观测仪取出，清理套筒(13)内集沙，拧下底板(20)固定螺丝，卸下底板，倒出集沙，然后再将底板装上即可。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的地上组块中的风向标是由风向舵(6)、连杆(8)和箭头(7)组成，风向标中的连杆(8)中间设有孔将地上轴(3)插入固定,连杆(8)的一端固定风向舵(6),另一端固定箭头(7)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的顶盖(4)为平底圆形盘，在盘底中心孔(25)处固定轴连接件(9)，轴连接件(9)上焊接有套管(10)，地上轴(3 )通过套管(10 )固定在轴连接件(9 )上，在地上轴(3 )—侧壁上固定集沙器(I)，并在对应的另一侧壁上固定分流翼(2)，分流翼(2)的一端通过固定件(11)固定在顶盖(4)上，在顶盖(4)沿半径方向开有漏沙孔(12)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的分流翼(2)为一对叶片，呈“八”字形展开。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的集沙器(I)为六边形的扁盒，在集沙器(I)设有进沙口和漏沙口，漏沙口与顶盖(4)的漏沙孔(12)对应，在进沙口处焊接有若干加强片(24)。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的地下旋转系统中的地下轴(15 ) —端固定在轴连接件(9 )上，另一端的中部和下部固定轴承(16 )，轴承座(17)一端与轴承(16)连接，另一端固定在套筒(13)壁上，轴承座(17)上设有漏沙孔(18)，地下轴(15 )底部固定有锁紧螺扣(19 )。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的套筒(13)上口处沿纵向开有小口，在储沙盒组(14)顶端的外壁上设有金属片(22)，金属片(22)镶嵌在套筒(13 )上口处沿纵向开的小口中，套筒(13 )底部设有底板(20 )，通过螺丝固定在套筒(13 )壁上。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的储沙盒组(14)内为双圆筒，在双圆筒之间采用隔片分割成若干个扇柱形空间，每个空间为一个储沙盒单元，每个储沙盒底部为漏斗形状，在漏斗底部采用螺丝(23)封堵，储沙盒组(14)通过地下轴(15)放入套筒(13)内。
9.根据权利要求I所述方法，其特征在于该方法中所涉及的测定仪中的集沙器(I)采用不锈钢、镀锌铁皮、有机玻璃或PVC材料制作。
全文摘要
本发明涉及一种全向输沙监测方法，该方法中所涉及的测定仪是由地上组块和地下组块两大部分组成，地上和地下部分可以连接和拆卸。选择风沙观测点，在地上挖坑，将测定仪的地下组块竖直放入坑内，在地上和地下组块之间设有地面保护环，将观测点周围地表撒原状土，减少人为扰动，开始观测；观测10-20天或一次沙尘天气后，到观测点进行取样，采用该方法中涉及的测定仪可以收集不同风向的输沙，适合于野外无人看管条件下风沙流长期定点观测。该测定仪装卸方便，进行风沙流输沙观测，可以实现观测现场取样，提高观测数据质量，能够提高工作效率，降低野外工作强度、延长仪器使用寿命。
文档编号G01M9/06GK102735417SQ20121024515
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16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