一种树干径流收集及自动检测装置的制作方法

本发明涉及森林水文技术领域，更具体涉及一种树干径流的收集与自动检测装置。

背景技术：

树干径流是指降水时由于林灌截流作用，降雨的一部分从林冠转向树干流向林地的雨量。树干径流能减少雨滴击溅侵蚀，同时携带淋洗树冠得到的养分直接进入林木根际区，使降水和养分集中在植物茎干附近，影响树干周围的土壤水分、养分含量的吸收及微生物的活动。尤其在荒漠干旱、半干旱地区，径流水对于补给植物根部所需的土壤水分、减缓干旱缺水对树木生长造成的影响、提高降雨水资源的有效利用率具有重要意义。然而树干径流占总降水量的比例较小，在定量研究中单纯的用降雨量减去穿透雨量来估算截流雨量存在较大误差。因此，开展树干茎流收集及监测的相关研究具有重要的生态水文意义。

目前树干径流测量装置多采取普通柔软性胶管，以部分纵向切开的一段胶管螺旋缠绕于经过树皮平滑修整的树干上，并用铁钉钉在树干上，使胶管紧贴树皮表面。此方法虽然较短时间内有良好的收集效果，但随着植物茎干组织的生长，胶管易老化，且与树皮贴合部位易发生局部开裂，另外铆钉对树皮也造成了损伤。另外一种树干径流承水装置比如不锈钢环状圆筒(CN206300694U)、方形版围成的圆筒(CN205785382U)，虽然没有破坏植物表皮和植株茎干组织，但是在某些程度上还是没有充分考虑植物的生长环境。而且承水环部分不具有弹性，没有考虑树木组织的生长，不适用于幼树。承水环上的金属网虽然可以阻挡枯枝落叶、大型昆虫等，但树干径流淋洗树干仍会携带下部分残渣和沙粒，影响雨量计测量的精度。目前的树干茎流测定方法多为塑料桶承接法，在导流管出水口的下面放置一个固定容积的塑料桶，每次降雨后人工去测定桶内水量来计算树干茎流，该方法操作费时费力，误差较大。当雨量过大时容易溢出桶外，当雨量较小时测定误差较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在于提供了一种树干径流收集及自动检测装置，其具有特点是材料和结构简单，使用方便，减少了对植物茎干组织的破坏，也有效减少了树干径流中杂物对测量精度的影响，为研究人员精确检测树干径流提供便利。

为了实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种树干径流收集及自动检测装置，包括丙烯酸防水涂料、钢丝网、硅胶条、PVC 防水卷材、透气绷带、PVC圆管、90°PVC弯管、预制的PVC管、翻斗式雨量计、排水管、集水桶、承物台。其连接关系是：丙烯酸防水涂料涂抹在树干截流处，硅胶条在涂抹处紧贴树干，在硅胶条与树干结合有孔隙的地方填充密封胶。PVC防水卷材紧密缠绕在硅胶条外围，钢丝网放在PVC防水卷材的上沿，透气绷带紧密缠绕在硅胶条下方。PVC圆管的上端硅胶条的孔口连接并用密封胶密封，PVC圆管的另一端通过90°PVC弯管与预制形状的PVC管相连，预制的PVC管另一端通过90°PVC弯管与翻斗式雨量计相连，排水管放在承物台在翻斗式雨量计正下方预留的地方，集水桶放在排水管出水口的下方承接废水。

所述的硅胶条与树干和PVC防水卷材的缝隙用软石蜡或橡胶密封，缝隙处均密封胶密封，密封胶采用软石蜡或者橡胶。

所述的硅胶条围绕树干一周并粘合，其下端保持水平，上段切割成一定倾斜度，坡度在5-10°之间，并在较低处竖直打穿一个孔口。

所述的PVC防水卷材贴硅胶条并缠绕五周左右，其顶部高程高于硅胶条5-6cm，PVC 防水卷材、硅胶条及树干组成一个承水槽，其中硅胶条为水流的承载体，有5-10°的坡度。

所述的PVC圆管的直径约2cm，预制PVC管的直径约2cm，预制PVC管的中间部位的一小段圆管直径约4cm。

所述的需要密封处，均使用固化后具有一定柔韧性的软石蜡、橡胶作为装置各部分材料间的密封胶。

使用所述承水装置时，选择代表性树样并测定其截留位置的周长，截取长度和周长相等的硅胶条。将其围绕在树干距离地面的合适位置，将硅胶条的两端用胶黏剂粘合。然后对硅胶条进行剪裁使其具有5-10°的斜度，并在较低出开一直径约2cm的孔口，如图2。注意在此之前需要将树皮丙烯酸防水涂料均匀涂抹在预先选好的位置，以便硅胶条与树干接触处更紧密。在PVC防水卷材上均匀抹上补胎胶水粘合剂，将其下沿对齐硅胶条的下沿，紧密围绕硅胶条缠绕五周左右，PVC防水卷材要高于硅胶条5-6cm，形成一个封闭的可以承水的凹槽。注意检查硅胶条与树干和PVC防水卷材的缝隙，对缝隙用软石蜡或橡胶密封，防止承水槽漏水。透气绷带在PVC防水卷材和硅胶条的下面紧密缠绕，直到其直径大于承水槽的直径，以防止承水槽下滑。PVC圆管通过90°PVC弯管与预制形状的PVC管相连，组成引水装置，如图3。将引水装置中PVC圆管的上端端作为进水口，与承水槽较低处的孔口相连，预制形状的PVC管的一端通过90°PVC弯管与翻斗式雨量计相连。翻斗式雨量计安装在承物台上，承物台由少量砖块和水泥砌筑而成，在雨量计的下方留一个直径与排水管直径接近的圆孔，以便计量过后的废水流入集水桶。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1)承水环部位材料成本低、安装简单。树皮包裹物具有干燥防虫、不透水的特点，而硅胶条和PVC防水卷材均具有较好的弹性、防腐防蚀的特性，不会破坏树干组织，也不会影响植物组织的呼吸和生长。

2)在树干径流淋洗的杂物通过预制模型PVC管的中间凹槽部位时，会沉降在底部，从而避免树干茎流中的杂物流入测量装置，减小对试验产生误差。

3)采用翻斗式雨量计能实现自动、连续、精确的测量，节省人工，也避免人工测量的误差。收集雨水可用以测定和分析多种指标参数，也可以重新浇灌给林地。

附图说明

图1一种树干径流收集及自动检测装置结构示意图。

图2一种树干径流收集及自动检测装置中承水槽的结构示意图。

图3一种树干径流收集及自动检测装置中引水装置的实体剖面对照图。

其中：1－丙烯酸防水涂料、2－钢丝网、3－硅胶条、4－PVC防水卷材、5－透气绷带、6－PVC圆管、7－90°PVC弯管、8－预制的PVC管、9－翻斗式雨量计、10－排水管、 11－集水桶、12－承物台。

具体实施方式

实施例1：

下面结合图1、图2可知，一种树干径流收集及自动检测装置，它由丙烯酸防水涂料1、钢丝网2、硅胶条3、PVC防水卷材4、透气绷带5、PVC圆管6、90°PVC弯管 7、预制的PVC管8、翻斗式雨量计9、排水管10、集水桶11、承物台12组成，其连接关系是：丙烯酸防水涂料1涂抹在树干截流处，硅胶条3在涂抹处紧贴树干，PVC 防水卷材4紧密缠绕在硅胶条3外围，钢丝网2放在PVC防水卷材4的上沿。PVC防水卷材紧贴硅胶条并缠绕五周左右，其顶部高程要高于硅胶条5-6cm左右，在硅胶条 3和PVC防水卷材4贴合有孔隙的地方填充密封胶，以形成一个有坡度的承水槽。透气绷带5紧密缠绕在承水槽的下方。PVC圆管6通过90°PVC弯管7与预制形状的PVC 管(8)相连，圆管6的进水口与承水槽坡度较低处的孔口相连，预制形状的PVC管8 的另一端通过90°PVC弯管7与翻斗式雨量计9相连，翻斗式雨量计9放在承物台12 上，排水管10放在翻斗式雨量计9的正下方，集水桶11放在排水管10出水口的下方，承接雨水。

实施例2：

一种树干径流收集及自动检测装置，它包括丙烯酸防水涂料1、硅胶条3、PVC防水卷材4、PVC圆管6、90o PVC弯管7、预制的PVC管8、翻斗式雨量计9、排水管10、集水桶11、承物台12，选择树冠枝叶结构能代表该片林区平均林冠的树样，测定树干的周长，截取长度和周长相等的硅胶条3。将其围绕在树干距离地面的合适位置，将硅胶条3的两端用胶黏剂粘合，然后对硅胶条3进行适当剪裁使其具有5-10o的倾斜度，并在较低处开一直径约2cm的孔口，如图2。注意在此之前需要将树皮丙烯酸防水涂料 1均匀涂抹在预先选好的位置，以便硅胶条3与树干接触处更紧密。在PVC防水卷材4 上均匀抹上补胎胶水粘合剂，将其下沿对齐硅胶条3的下沿，紧密围绕硅胶条3缠绕五周左右，PVC防水卷材4要高于硅胶条5或6cm，形成一个封闭的可以承水的凹槽。注意检查硅胶条3与树干和PVC防水卷材4的缝隙，对缝隙用软石蜡或橡胶密封，防止承水槽漏水。透气绷带在PVC防水卷材4和硅胶条3的下面紧密缠绕数周，直到其直径大于承水槽的直径，以防止承水槽下滑。PVC圆管6通过90o PVC弯管7与预制形状的PVC 管8相连，组成引水装置，如图3。将引水装置中PVC圆管6的一端作为进水口，与承水槽的较低处的孔口相连，并用密封胶密封，预制形状的PVC管8的一端作为出水口与翻斗式雨量计9相连。翻斗式雨量计9放置在承物台12上，承物台12由少量砖块和水泥砌筑而成，在雨量计的下方留一个直径与排水管直径接近的圆孔，以便计量过后的径流通过10流入集水桶11，其它结构与实施例1相同。