一種風沙流輸沙監測方法
2023-06-30 04:34:51
專利名稱：一種風沙流輸沙監測方法
技術領域：
本發明涉及一種風沙流輸沙監測方法，該方法中涉及風沙環境監測儀器。
背景技術：
近地表風沙流輸沙通量是研究風沙運動規律以及沙區工程設計首要考慮問題。在風沙流輸沙監測方法中集沙儀是監測風沙流的一種重要設備，按照收集原理集沙儀可分為主動式和被動式，主動式多用於風洞內，而被動式室內外都可以使用，由於使用方便，被大量使用。到目前為止，在風沙流輸沙監測方法中形成了形式多樣的被動式集沙儀，而梯度集 沙儀使用最為廣泛。但目前使用的各種梯度集沙儀體積比較大或形態不規則，攜帶不便，使現場觀測取樣不方便。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種風沙流輸沙監測方法，該方法中涉及裝置為梯形集沙儀，該集沙儀是由集沙通道、導沙通道、儲沙盒、固定板、儲沙盒封堵螺絲、封閉蓋組成，採用該方法中涉及的梯形集沙儀進行室內外風沙流輸沙率和風沙流結構測定，不用打開集沙儀即可在現場將集沙取出，具有操作、攜帶方便的優點，可以提高工作效率和降低勞動強度。該集沙儀適用區域廣，既可在乾旱區使用，也可在溼潤區使用，可廣泛用於環境、生態、風沙地貌和防沙工程等方面的研究。本發明所述的一種風沙流輸沙監測方法，該方法中涉及裝置為梯形集沙儀，該集沙儀是由集沙通道、導沙通道、儲沙盒、固定板、儲沙盒封堵螺絲、封閉蓋組成，具體操作按下列步驟進行
a、選擇好風沙流輸沙觀測點，根據地表風向，在地面順風向挖一個槽，將裝好封閉蓋(5 )的集沙儀放入槽內，使其與地面垂直，集沙通道口朝向來流方向，最下面的集沙通道(I)口與地表平齊，回填土，取附近地表土撒於地表；
b、去掉封閉蓋(5)，記下時間，開始風沙流觀測，觀測時間10分鐘內，蓋好封閉蓋(5)，記下時間；
C、將集沙儀取出，把集沙儀平放，用螺絲刀擰下最下面一個儲沙盒(3)底部的螺絲
(4)，用樣品袋套在該儲沙盒底部，將集沙儀豎起，使沙粒全部從儲沙盒中轉移到樣品袋中，封好樣品袋，標記上儲沙盒的高度和採樣時間，然後再把螺絲擰上，順次逐一取出各儲沙盒內的集沙；
d、按步驟a再次布設集沙儀，進行再次觀測。所述方法中涉及的梯形集沙儀中的導沙通道(2)為傾斜平行排列，傾角為45°，截面為正方形，導沙通道(2) —端與集沙通道(I)連接，另一端與儲沙盒(3)連接，形成一個聯通的通道，各層的集沙通道(I)、導沙通道(2)和儲沙盒(3)相互連接為一體，成為「之」字形連通管道，各層的連通管道垂直疊加；在集沙通道(I)和儲沙盒(3)的兩側安裝固定板
(8),使集沙儀成為一個整體。
所述方法中涉及的梯形集沙儀的集沙通道(I)為下短上長的水平平行排列，通道截面為正方形，與導沙通道(2)的連接面分別採用斜截面(6)和正截面(7)交替連接。所述方法中涉及的梯形集沙儀中的導沙通道(2)傾斜排列的上下各通道互不聯通。所述方法中涉及的梯形集沙儀的儲沙盒(3)為上短下長排列，儲沙盒(3)下部4個儲沙盒豎直平行排列，截面為長方形，上部其餘儲沙盒水平平行排列，截面為正方形，儲沙盒(3)與導沙通道(2)的連接面分別採用斜截面(6)和正截面(7)交替連接。所述方法中涉及的梯形集沙儀中的儲沙盒(3)—側為方形漏鬥狀，在方形漏鬥狀的底部為取樣口，取樣口上裝有封堵螺絲(4)。
所述方法中涉及的梯形集沙儀中的封閉蓋(5)為平板狀的「U」形槽體，三面留口，用於套接在集沙通道(I)上。所述方法中涉及的梯形集沙儀中的材料為不鏽鋼、鐵皮、有機玻璃或PVC材料，採用板材加工或矩形管材直接製作即可。本發明所述的一種風沙流輸沙監測方法，該方法中所涉及的梯度集沙儀，主要由集沙通道(I)、導沙通道(2 )、儲沙盒(3 )、儲沙盒封堵螺絲(4 )及封閉蓋(5 )等組成；集沙儀包含多個集沙單元，各集沙單元垂直疊加組合；風沙流挾沙在慣性作用下進入集沙單元，並被捕獲，集沙可以通過儲沙盒(3)尾部的小口倒出；為了防止非觀測時間段內風沙流挾沙進入集沙儀，設計了封閉蓋(6)，使用時套接在集沙通道(I)上，觀測時去掉。針對現有集沙儀結構和加工製作存在的問題，本發明的解決技術方案是
(1)一般下墊面風沙流結構隨高度增加而大幅下降，本發明將儲沙盒大小設計為下大上小；
(2)將下部的儲沙盒豎直排列，上部水平排列，集沙通道下短上長，導沙通道下短，上長；集沙通道、導沙通道、儲沙盒的寬度都一致；導沙通道兩端與集沙通道和儲沙盒焊接，接口為不同角度的斜截面；
(3)集沙通道、導沙通道和儲沙盒連接為一個集沙收集單元，各單元疊加組合，兩側加固定保護板，集沙儀整體不可拆卸；儲沙盒底部有螺絲孔，儲沙盒內收集的沙樣通過儲沙盒底部的孔倒出。該設計方案使該集沙儀積極縮小，形態規整，便於現場取樣。
圖I為本發明集沙儀整體結構和側視圖。圖2為本發明集沙儀前視圖。圖3為本發明集沙儀後視圖。圖4為本發明集沙儀取樣口上封堵螺絲圖。圖5為本發明集沙通道和儲沙盒切割加工圖。圖6為本發明導沙通道切割加工圖。
具體實施方式
實施例
本發明所述的一種風沙流輸沙監測方法，該方法中涉及裝置為梯度集沙儀，主要由集沙通道I、導沙通道2、儲沙盒3、儲沙盒封堵螺絲4及封閉蓋5組成，具體製作步驟為製作集沙通道和儲沙盒用薄板加工成管道，截成若干等長的管道，將管道平行排列為一個陣列，在管道的側壁上畫上切割線，相鄰管道的切割截面角度不同，分別為銳角Y和直角(圖5);圖5右側為集沙通道1，為下短上長的水平平行排列，左側為儲沙盒3，為下短上長的水平平行排列；
製作導沙通道用薄板加工成管道，截成若干等長的管道，將管道平行傾斜排列為一個陣列，傾角a為30-60°，形成導沙通道2;導沙通道2兩端截面平行，截面角度@為180° -a-Y ;導沙通道2為傾斜平行排列，傾角為45° (圖6);導沙通道2 —端與集沙通道I連接，另一端與儲沙盒3連接，形成一個聯通的通道；各層的集沙通道I、導沙通道2和儲沙盒3相互連接為一個集沙收集單元，各集沙收集單元按順序疊加組合成一體,成為「之」字形連通管道，各層的連通管道垂直疊加；在集沙通道I和儲沙盒3的兩側安裝固定板8， 使集沙儀成為一個整體；
集沙通道I為下短上長的水平平行排列，與導沙通道2的連接面分別採用斜截面6和正截面7交替連接，導沙通道2傾斜排列的上下各通道互不聯通；
儲沙盒3為上短下長排列，儲沙盒3下部4個儲沙盒豎直平行排列，截面為長方形，上部其餘儲沙盒水平平行排列，儲沙盒3與導沙通道2的連接面分別採用斜截面6和正截面7交替連接，儲沙盒3 —側為漏鬥狀，在漏鬥狀的底部為取樣口，取樣口上裝有封堵螺絲4 ；封閉蓋5為平板狀的「U」形槽體，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儀中的材料為不鏽鋼、鐵皮、有機玻璃或PVC材料，採用板材加工或矩形管材直接製作即可，集沙通道I、導沙通道2和儲沙盒3截面可以為矩形(正方形，長方形)、圓形、橢圓形、長圓形等；
梯度集沙儀包含多個集沙單元，各集沙單元垂直疊加組合，風沙流挾沙在慣性作用下進入集沙單元，並被捕獲，集沙可以通過儲沙盒3尾部的取樣口倒出；為了防止非觀測時間段內風沙流挾沙進入集沙儀，設計了封閉蓋5，使用時套接在集沙通道I上，觀測時去掉；
使用時，選擇好風沙流輸沙觀測點，根據地表風向，在地面順風向挖一個槽，將裝好封閉蓋5的集沙儀放入槽內，使其與地面垂直，集沙通道I 口朝向來流方向，最下面的集沙通道I 口與地表平齊，回填土，取附近地表土撒於地表，以減少埋設集沙儀對地表的擾動作用；
去掉封閉蓋5，記下時間，開始風沙流觀測，觀測一定時間後(一般小於10分鐘)，蓋好封閉蓋5，記下時間；
將集沙儀取出，把集沙儀平放，用螺絲刀擰下最下面一個儲沙盒3底部的螺絲4，用樣品袋套在該儲沙盒底部，將集沙儀豎起，使沙粒全部從儲沙盒中轉移到樣品袋中，封好樣品袋，標記上儲沙盒的高度和採樣時間，再把螺絲4擰上，順次逐一取出各儲沙盒3內的集沙；然後再重新布設集沙儀，進行再次觀測。
權利要求
1.ー種風沙流輸沙監測方法，其特徵在於該方法中涉及裝置為梯形集沙儀，該集沙儀是由集沙通道、導沙通道、儲沙盒、固定板、儲沙盒封堵螺絲、封閉蓋組成，具體操作按下列步驟進行 a、選擇好風沙流輸沙觀測點，根據地表風向，在地面順風向挖ー個槽，將裝好封閉蓋(5)的集沙儀放入槽內，使其與地面垂直，集沙通道(I) ロ朝向來流方向，最下面的集沙通道ロ與地表平齊，回填土，取附近地表土撒於地表； b、去掉封閉蓋(5)，記下時間，開始風沙流觀測，觀測10分鐘內，蓋好封閉蓋(5)，記下時間； C、將集沙儀取出平放，用螺絲刀擰下最下面ー個儲沙盒(3)底部的螺絲(4)，用樣品袋套在該儲沙盒底部，將集沙儀豎起，使沙粒全部從儲沙盒中轉移到樣品袋中，封好樣品袋，標記上儲沙盒的高度和採樣時間，然後再擰上螺絲，順次逐一取出各儲沙盒內的集沙； d、再按步驟a布設集沙儀，進行再次觀測。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀中的導沙通道(2)為傾斜平行排列，傾角為45°，導沙通道(2)截面為正方形，導沙通道(2)—端與集沙通道(I)連接，另一端與儲沙盒(3)連接，形成ー個聯通的通道，各層的集沙通道(I)、導沙通道(2)和儲沙盒(3)相互連接為一體，成為「之」字形連通管道，各層的連通管道垂直疊加，在集沙通道(I)和儲沙盒(3)的兩側安裝固定板(8)，使集沙儀成為ー個整體。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀的集沙通道(I)為下短上長的水平平行排列，通道截面為正方形，與導沙通道(2)的連接面分別採用斜截面(6)和正截面(7)交替連接。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀中的導沙通道(2)傾斜排列的上下各通道互不聯通。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀的儲沙盒(3)為上短下長排列，儲沙盒(3)下部4個儲沙盒豎直平行排列，截面為長方形，上部其餘儲沙盒水平平行排列，截面為正方形，儲沙盒(3)與導沙通道(2)的連接面分別採用斜截面(6)和正截面(7)交替連接。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀中的儲沙盒(3)—側為方形漏鬥狀，在方形漏鬥狀的底部為取樣ロ，取樣ロ上裝有封堵螺絲(4)。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀中的封閉蓋(5)為平板狀的「U」形槽體，三面留ロ，用於套接在集沙通道(I) 口上。
8.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的梯形集沙儀中的材料為不鏽鋼、鐵皮、有機玻璃或PVC材料，採用板材加工或矩形管材直接製作即可。
全文摘要
本發明涉及一種風沙流輸沙監測方法，該方法中涉及裝置為梯形集沙儀，該集沙儀是由集沙通道、導沙通道、儲沙盒、固定板、儲沙盒封堵螺絲、封閉蓋組成，採用該方法中涉及的梯形集沙儀進行室內外風沙流輸沙率和風沙流結構測定，不用打開集沙儀即可在現場將集沙取出，具有便攜、操作方便的優點，可以提高工作效率和降低勞動強度。該集沙儀適用區域廣，既可在乾旱區使用，也可在溼潤區使用，可廣泛用於環境、生態、風沙地貌和防沙工程等方面的研究。
文檔編號G01M9/06GK102768106SQ201210219780
公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者凌裕泉, 屈建軍, 徐新文, 李生宇, 王海峰, 雷加強 申請人:中國科學院新疆生態與地理研究所