一種控制降雨量的模擬裝置的製作方法

2023-04-24 02:57:41

專利名稱：一種控制降雨量的模擬裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生態系統主要生態過程的主要限制因子變化的 控制裝置，具體地說是一種改進了的控制降雨量的模擬裝置。
背景技術：
全球變化近年來已經引起各界學者的廣泛重視，降雨量變化作為 全球變化的主要組成部分，對從荒漠到森林的大部分陸地生態系統， 尤其是乾旱半乾旱區的陸地生態系統都會產生巨大影響。因此通過降 雨量控制裝置模擬陸地生態系統降雨量的變化，研究陸地生態系統的 淨初級生產力、土壤C02通量、植被及物種組成，以及土壤養分循環 過程等主要生態過程對其的響應，能為預測陸地生態系統對未來全球 變化響應趨勢提供科學參考。
目前國內外關於降雨量變化方面的研究多採用盆栽模擬的方法， 該法適用於研究不同物種在不同施水量下的生理與形態變化，搡作簡 單，費用低廉，在對比研究時又具有一定的準確性，應用廣泛，但盆 栽的容器容量有限，不能重現被研究物種的原始狀態，而且該法只能 探討單個物種對不同施水量的響應，不能應用到群落乃至生態系統尺 度。國外也有研究者釆用遮雨裝置屏蔽自然降雨，然後用灌溉裝置施 入不同水量模擬不同降雨量，該法可以應用到群落乃至生態系統尺 度，但屏蔽自然降雨後要等到降雨結束才能施水，這會改變自然降雨 的降雨格局，尤其是降雨時間持續數天的情況下，對降雨格局的改變 更加顯著，而且人工施水在降雨強度、降雨時間和降雨均勾程度上都 跟自然降雨相差很大，很難代表自然降雨特徵。目前降雨量變化的模 擬研究還有一個普遍缺點，就是多釆用地下水作為水源，地下水的養 分及礦質含量等水質特徵與天然降雨是有差異的，這也導致這些方法 的降雨量變化模擬不能真正代表自然降雨特徵。國內外出現過很多幹 旱化模擬的研究，也就是模擬降雨量減少，也出現過人工施水進行的 溼潤化模擬，也就是模擬降雨量增加，但這些模擬降雨量變化的研究 都是單向的，而生態系統降雨量的變化包括減少與增加兩個方面，因 此國內外對生態系統降雨量的變化模擬方法都是不完善的。不久前出 現了一種可調試降雨量控制裝置，該裝置通過控制一系列等距平行安
裝的V型遮雨板的數量和間距控制模擬降雨量，解決了以上問題， 但由於該裝置採用v型遮雨板屏蔽自然降雨，會使控制雨量呈條狀
進入模擬區，導致模擬降雨不均勻。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種尺寸可調節的，即能模擬降雨量減 少，又能模擬降雨量增加，還能代表自然降雨特徵，而且使模擬降雨 均勻進入模擬區的改進的控制降雨量的模擬裝置。
為了解決上述問題，本實用新型採取的方案如下
該控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降 雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導水管與儲水容器連接，儲
水容器通過輸水裝置與模擬降雨量增加裝置連接；模擬降雨量減少裝
置包括第一支撐裝置、遮雨裝置和導水裝置，遮雨裝置安裝在第一支 撐裝置的頂部，導水裝置安裝在遮雨裝置底端，與導水管連接，遮雨
裝置為帶孔的遮雨板；模擬降雨量增加裝置由供水裝置、第二支撐裝 置和降雨發生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動力的泵，泵與儲水 容器和輸水裝置相連，可以通過選擇泵的規格控制模擬降雨的雨強； 第二支撐裝置為一頂部與地面平行的的支架結構，安裝在研究區域四 周；輸水裝置將泵與降雨發生裝置相連；降雨發生裝置為一系列安裝 在支架頂部的噴頭，通過輸水裝置和泵將儲水容器中的水施入研究區 域模擬降雨量增加。
與現有技術相比，本實用新型具有如下優點
(1) 本實用新型中的支架大小尺寸可隨意調節，既可用於單個 物種對降雨量變化的響應研究，也可擴大尺寸應用於群落乃至生態系 統尺度的研究；既可用於草地等生態系統的研究，也可提升高度用於 灌木及森林生態系統的研究；
(2) 本實用新型通過控制遮雨板上圓孔的大小和數量屏控制模 擬的降雨量，可以精確的控制降雨量變化，避免了人工施水過程中降 雨量測定和降雨模擬兩項系統誤差；同時由於模擬降雨量減少時自然 降雨屏蔽量的精確控制，降雨量的增加量也是可以精確控制的；
(3) 本實用新型模擬降雨量增加時採用模擬降雨量減少樣地屏 蔽的天然降雨作為模擬降雨的水源，消除了地下水作為水源與天然降 雨的水質差異；
(4) 模擬降雨量減少是通過遮雨板屏蔽部分天然降雨來達到的， 不用等自然降雨結東後人工施水，完全不改變降雨時間和降雨強度；
(5) 本實用新型將降雨量減少模擬與降雨量增加模擬有機的結 合了起來，完全的模擬了陸地生態系統的降雨量變化。
(6) 本實用新型通過控制遮雨板上圓孔的大小和數量屏控制模 擬的降雨量，可以是進入研究區的將於更加均勻，克服了之前等距平 行安裝的一系列V型遮雨板模擬降雨呈條帶狀的弊端。


圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
具體實施方式
實施例1:
如圖1所示，本實用新型的控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬 降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導
水管4與儲水容器5連接，儲水容器5通過輸水裝置6與模擬降雨量 增力口裝置連接
模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置1、遮雨裝置2和導水裝 置3，遮雨裝置2安裝在第一支撐裝置1的頂部，導水裝置3安裝在 遮雨裝置2底端，與導水管4連接，遮雨裝置2為帶孔的遮雨板，通 過遮雨板上孔的大小與數量控制降雨量減少的雨強，遮雨板選用丙烯 酸樹脂類材料；模擬降雨量增加裝置由供水裝置7、第二支撐裝置8 和降雨發生裝置9組成，供水裝置7為一提供降雨動力的泵，泵與儲 水容器5和輸水裝置6相連，可以通過選擇泵的規格控制模擬降雨的 雨強；第二支撐裝置8為一頂部與地面平行的的支架結構，安裝在研 究區域四周；輸水裝置6將泵與降雨發生裝置9相連；降雨發生裝置 9為一系列安裝在支架頂部的噴頭，通過輸水裝置6和泵將儲水容器 中的水施入研究區域模擬降雨量增加。
實施例2:
在2塊1.3mxl.3m的水泥池中分別模擬降雨量各減少和增加 30%,模擬降雨量減少裝置中的鋼質支架覆蓋面積為1.4mxl.4m，高 的一端高0.9m，低的一端高0.5m，遮雨板面積為L4mxl.46m，遮雨 板上圓孔直徑為2cm, —個水泥池上用均句分布有4525個圓孔(圓 孔間距6.7cm)的遮雨板屏蔽自然降雨模擬降雨量減少30%,另外模 擬降雨量增加的水泥池上鋼質支架覆蓋面積也為1.4mxl.4m,高 0.5m,儲水罐直徑為lm,高度為0.5m。根據水泥池附近氣象站的降 雨資料，2008年9月10日一次降雨16.003mm,儲水罐中屏蔽的水 量分別為0.00878m3，故2塊水泥池中降雨量減少和增加的實際量分 別為自然降雨的28%，達到了模擬降雨量變化的目的。
實施例3:
在2塊1.3mxl.3m的水泥池中分別模擬降雨量各減少和增加 50%，模擬降雨量減少裝置中的鋼質支架覆蓋面積為1.4mxl.4m,高 的一端高0.9m,低的一端髙0.5m,遮雨板面積為1.4mxl.46m，遮雨 板上圓孔直徑為2cm， 一個水泥池上用均句分布有3232個圓孔(圓 孔間距5.7cm)的遮雨板屏蔽自然降雨模擬降雨量減少50%,另外模 擬降雨量增加的水泥池上鋼質支架覆蓋面積也為1.4mxl.4m,高 0.5m，儲水罐直徑為lm,高度為0.5m。根據水泥池附近氣象站的降 雨資料，2008年9月10曰一次降雨16.003mm,兩個儲水罐中屏蔽 的水量分別為0.01568m3，故4塊水泥池中降雨量減少和增加的實際量分別為自然降雨的47%,達到了模擬降雨量變化的目的。
本裝置尺寸可調節，並且可將若干本裝置組合使用，研究尺度從 單個物種到群落乃至生態系統，能精確控制降雨量，即能模擬降雨量
減少0-100%自然降雨量，又能模擬降雨量增加100%-200%自然降雨
量，還能代表自然降雨特徵。
權利要求1、一種控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導水管(4)與儲水容器(5)連接，儲水容器(5)通過輸水裝置(6)與模擬降雨量增加裝置連接；其特徵在於模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置(1)、遮雨裝置(2)和導水裝置(3)，遮雨裝置(2)安裝在第一支撐裝置的頂部，導水裝置(3)安裝在遮雨裝置(2)底端，與導水管(3)連接，遮雨裝置(2)為帶孔的遮雨板。
專利摘要本實用新型公開了一種控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導水管(4)與儲水容器(5)連接，儲水容器(5)通過輸水裝置(6)與模擬降雨量增加裝置連接；其特徵在於模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置(1)、遮雨裝置(2)和導水裝置(3)，遮雨裝置(2)安裝在第一支撐裝置的頂部，導水裝置(3)安裝在遮雨裝置(2)底端，與導水管(3)連接，遮雨裝置(2)為帶孔的遮雨板。本實用新型提供一種尺寸可調節的，即能模擬降雨量減少，又能模擬降雨量增加，還能代表自然降雨特徵，而且使模擬降雨均勻進入模擬區的改進的降雨量控制模擬裝置。
文檔編號G09B25/00GK201298310SQ20082022038
公開日2009年8月26日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日
發明者餘新曉, 孫學凱, 張新厚, 範志平, 鄧東周, 高俊剛 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所