可調式降雨量控制裝置的製作方法

2024-04-05 12:43:05

專利名稱：可調式降雨量控制裝置的製作方法
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，具體地說是一種可調式降雨量控制裝置。
背景技術：
近年來全球變化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未來全球變 化背景下的演替趨勢提供科學參考。
目前國內外文獻中關於降雨量變化方面的研究多釆用盆栽模擬的 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， 操作簡單，費用低廉，在對比研究時又具有一定的準確性，應用十分 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東才能施水，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、降雨時間和降雨均勻 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 過很多乾旱化模擬的研究，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尚不完善。

實用新型內容
為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種尺寸可調節、 既能精確控制降雨量減少、又能模擬降雨量增加、還能代表自然降雨 特徵的可調式降雨量控制裝置。
本實用新型技術方案如下一種可調式降雨量控制裝置,包括模擬降雨量減少和模擬降雨量 增加裝置，二者通過一個儲水容器相連，其中所述的模擬降雨量減 少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐
裝置上，與導水裝置相連，所述導水裝置與儲水容器相連；模擬降雨 量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發生裝置組成， 降雨發生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所 述供水裝置與儲水容器相連。
所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置為一頂部設置有一定傾角 的支架結構，安裝在研究區域四周；所述遮雨裝置為一系列的V型遮 雨板，等距平行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的寬度 和間隔距離控制屏蔽的降雨量；所述導水裝置為一安裝在v型遮雨板 底部的導水槽和與之相連的導水管組成，導水管與儲水容器相連。
所述的模擬降雨量增加裝置由供水裝置、支撐裝置、輸水裝置和 降雨發生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動力的水泵，水泵分別與 儲水容器和輸水裝置相連，可以通過選擇水泵的規格控制模擬降雨的 雨強；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；輸水裝置為一系列的輸水管，將水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，通過輸水裝置和水泵將 儲水容器中的水施入研究區域模擬降雨量增加。
所述的V型遮雨板釆用透光性好、可塑性大、耐候性佳的丙烯酸 樹脂類材料，所述遮雨板可以拆裝，以調整屏蔽降雨量。
本實用新型的工作原理為模擬降雨量減少裝置在發生天然降雨 時通過調整遮雨板的寬度和間距屏蔽不同數量的天然降雨，達到模擬 降雨量減少的目的；導水裝置將遮雨板屏蔽的天然降雨導入儲水容器 中，模擬降雨量增加裝置中的供水裝置將儲水容器中蓄積的天然雨水 經由輸水裝置輸送至降雨發生裝置，在研究區域形成模擬降雨，達到 模擬降雨量增加的目的。
與現有技術相比，本實用新型具有以下優點 (1)本實用新型中的支架大小尺寸可隨意調節並可組合使用，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，這就是實用新型名稱中"可 調式"的內容之一；
(2 )通過調節遮雨板的寬度和間距來控制自然降雨的屏蔽量，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；而且遮雨板可以隨意 拆卸，靈活地調整屏蔽降雨量，這就是實用新型名稱中"可調式"的內容之二；
(3 )本實用新型模擬降雨量增加時釆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， 不用等自然降雨結束後人工施水，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。

圖1為可調式降雨量控制裝置的整體結構示意圖。
具體實施方式

下面根據附圖具體說明本實用新型。
如圖l所示本實用新型的控制裝置，包括模擬降雨量減少和模擬 降雨量增加裝置，二者通過一個儲水容器相連，其中所述的模擬降 雨量減少裝置由支撐裝置3、遮雨裝置1和導水裝置2組成，遮雨裝 置1安裝在支撐裝置3上，與導水裝置2相連，所述導水裝置2通過 導水管與儲水容器6相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置8、供水 裝置5、輸水裝置4和降雨發生裝置7組成，降雨發生裝置7安裝在 支撐裝置8上，通過輸水裝置4與供水裝置5相連，所述供水裝置5 與儲水容器6相連。
所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置3為一頂部設置有一定傾 角的支架結構，安裝在研究區域四周；所述遮雨裝置1為一系列的V 型遮雨板，等距平行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的 寬度和間隔距離控制屏蔽的降雨量；所述導水裝置2為一安裝在V型 遮雨板底部的導水槽和與之相連的導水管組成，導水管與儲水容器相 連。
所述的模擬降雨量增加裝置中，供水裝置5為一提供降雨動力的 水泵，水泵分別與儲水容器6和輸水裝置4相連，可以通過選擇水泵 的規格控制模擬降雨的雨強；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4為一系列的輸水管，將水 泵與降雨發生裝置7相連；降雨發生裝置7為 一系列安裝在支架頂部 的噴頭，通過輸水裝置4和水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1
在2塊1. 3mx 1. 3m的水泥池中模擬降雨量減少和增加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O. 5m, V型遮雨板寬7cm, —個水泥池上用等距排 列的6塊V型遮雨板屏蔽自然降雨，模擬降雨量減少30%;另外一個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6月1日一次降雨15. 401mm，儲水罐中屏蔽的水量為 0. 00875m3,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29%，達到了控制降雨量的目的。 實施例2
在2塊1. 3mx 1. 3m的水泥池中分別模擬降雨量減少和增加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O. 9m,低的一端高O. 5m， V型遮雨板寬7cm, —個水泥池上用等距 排列的IO塊V型遮雨板屏蔽自然降雨，模擬降雨量減少50%;另外一 個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6月1曰一次降雨15. 401腿，儲水罐中屏蔽的水量為 0.01449 m3,故2塊水泥池中降雨量減少和增加的實際量為自然降雨 的48%，達到了控制降雨量的目的。
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，既能模擬降雨量 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的可調式降雨量控制裝置。
權利要求1. 一種可調式降雨量控制裝置，其特徵在於包括模擬降雨量減少和模擬降雨量增加裝置，二者通過一個儲水容器相連，其中所述的模擬降雨量減少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐裝置上，與導水裝置相連，所述導水裝置與儲水容器相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發生裝置組成，降雨發生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所述供水裝置與儲水容器相連。
2. 根據權利要求1所述的雨量控制裝置，其特徵在於所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置為一頂部設置有一定傾角的支架結構， 安裝在研究區域四周；所述遮雨裝置為一系列的V型遮雨板，等距平 行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的寬度和間隔距離控 制屏蔽的降雨量；所述導水裝置為一安裝在V型遮雨板底部的導水槽和與之相連的導水管組成，導水管與儲水容器相連；所述的模擬降雨量增加裝置由供水裝置、支撐裝置、輸水裝置和 降雨發生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動力的水泵，水泵分別與 儲水容器和輸水裝置相連，可以通過逸擇水泵的規格控制模擬降雨的 雨強；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；輸水裝置為一系列的輸水管，將水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，通過輸水裝置和水泵將 儲水容器中的水施入研究區域模擬降雨量增加。
3. 根據權利要求2所述的雨量控制裝置，其特徵在於所述的v 型遮雨板釆用丙烯酸樹脂類材料，所述遮雨板可以拆裝，以調整屏蔽 降雨量。
專利摘要本實用新型涉及雨量控制裝置。包括模擬降雨量減少和模擬降雨量增加裝置，所述的模擬降雨量減少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐裝置上，與導水裝置相連，所述導水裝置與儲水容器相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發生裝置組成，降雨發生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所述供水裝置與儲水容器相連。本實用新型具有以下優點(1)既可用於單個物種，也可應用於群落乃至生態系統尺度的研究；(2)可以精確的控制降雨量變化；(3)消除了地下水作為水源與天然降雨的水質差異；(4)不改變降雨時間和降雨強度；(5)模擬了陸地生態系統的降雨量變化。
文檔編號G09B25/00GK201255946SQ200820015168
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月22日 優先權日2008年8月22日
發明者孫學凱, 張新厚, 胡亞林, 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