枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置

摘要

本发明公开了一种枯落物截留降雨后层内水分垂直下渗量及水平迁移量的分离测定装置。所述装置包括钢环、圆桶、漏斗、集流筒以及电子天枰，其中：钢环嵌套在圆桶中，且底部铺设有尼龙网，用于盛装枯落物；漏斗位于圆桶内部，且位于钢环下方，并通过圆管与集流筒相连，用于将枯落物层垂直下渗的水分传送到集流筒中；集流筒位于圆桶外部，用于接收漏斗传送过来的水分；电子天枰分别位于圆桶及集流筒的下方，用于测定枯落物层水分的水平迁移量及垂直下渗量。本发明提出的装置能够在天然降雨或人工降雨条件下，对枯落物层水分垂直下渗量和水平迁移量进行分离测定，从而对枯落物层水分运动方式进行量化研究。

权利要求

1.一种枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置，其特征在于，所述装置包括钢环、圆桶、漏斗、集流筒以及电子天枰，其中：所述钢环嵌套在所述圆桶中，所述钢环的底部铺设有尼龙网，用于盛装枯落物；

所述漏斗位于所述圆桶的内部，且位于所述钢环的下方，所述漏斗通过圆管与所述集流筒相连，用于将从所述钢环中的枯落物层垂直下渗的水分传送到所述集流筒中；

所述集流筒位于所述圆桶的外部，用于接收从所述漏斗传送过来的水分；

所述电子天枰分别位于所述圆桶及所述集流筒的下方，分别用于测定所述钢环中的枯落物层水分的水平迁移量及垂直下渗量；

所述装置还包括桶盖，所述桶盖的中央为空心圆状，用于遮盖所述圆桶，所述桶盖中央的空心圆与所述漏斗上圆面重合，所述桶盖中央的空心圆直径与所述漏斗上圆面直径相等。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括降雨喷头，所述降雨喷头用于向所述钢环中的枯落物层喷洒人工降雨。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括支架，所述支架位于所述圆桶的外部，且位于所述漏斗的圆管的下方，用于支撑所述漏斗。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆桶为塑料圆桶。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集流筒为标准雨量筒。

6.根据权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，所述圆桶的内径为30cm；所述钢环的外径为30cm。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述漏斗的上圆面直径为10cm。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述桶盖的中央的空心圆直径为10cm。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述降雨喷头的降雨范围直径为10cm。

说明书

枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置

技术领域

[0001] 本发明涉及降水测量技术领域，特别涉及一种枯落物截留降雨后层内水分垂直下渗量及水平迁移量的分离测定装置。

背景技术

[0002] 大量已有研究表明，枯落物层是水文循环过程的重要组成部分，在林下和地表之间起着重要的水分和能量交换作用。枯落物层覆盖于地表之上，能够吸收降雨打击能量以减少土壤侵蚀量，保护土壤水分及土壤温度，同时还能够通过腐烂分解与地表形成有效的物质能量交换以改善土壤结构，其水文作用及水源涵养功能十分突出。以往关于枯落物层内水分运动方式的研究主要有两种方法：（1）在天然降雨或人工降雨条件下测定枯落物层水分垂直下渗量，通过其与降雨量之差计算截留量，该方法未能测定水分在枯落物层内的水平迁移量，显然无法完整阐释分析水分在枯落物层内的运动形式；（2）在天然降雨或人工降雨条件下，搭建简易径流小区以测定枯落物覆盖下的径流量，该方法虽收集到径流量，并可统一视之为枯落物层内水分迁移总量，但依然无法实现对枯落物层内水分运动方式的分离测定。因此，有必要研制一种试验观测装置，能够实现枯落物层内水分运动形式的分离收集及测定，从而更全面地阐释枯落物的水文作用，全面而准确地量化研究水分在枯落物层的垂直运动和水平运动，用以揭示枯落物层的水分运移机制。

发明内容

[0003] （一）所要解决的技术问题

[0004] 本发明的目的在于提供一种枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置，从而能够在天然降雨或人工降雨条件下，分别测定枯落物层水分垂直下渗量和水平迁移量，对枯落物层水分运动方式进行量化分析研究，以阐释总结水分在枯落物层内的运动规律。

[0005] （二）技术方案

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提出了一种枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置，所述装置包括钢环、圆桶、漏斗、集流筒以及电子天枰，其中：

[0007] 所述钢环嵌套在所述圆桶中，所述钢环的底部铺设有尼龙网，用于盛装枯落物；

[0008] 所述漏斗位于所述圆桶的内部，且位于所述钢环的下方，所述漏斗通过圆管与所述集流筒相连，用于将从所述钢环中的枯落物层垂直下渗的水分传送到所述集流筒中；

[0009] 所述集流筒位于所述圆桶的外部，用于接收从所述漏斗传送过来的水分；

[0010] 所述电子天枰分别位于所述圆桶及所述集流筒的下方，分别用于测定所述钢环中的枯落物层水分的水平迁移量及垂直下渗量。

[0011] 可选的，所述装置进一步包括桶盖，

[0012] 所述桶盖的中央为空心圆状，用于遮盖所述圆桶。

[0013] 可选的，所述装置进一步包括降雨喷头，

[0014] 所述降雨喷头用于向所述钢环中的枯落物层喷洒人工降雨。

[0015] 可选的，所述装置进一步包括支架，

[0016] 所述支架位于所述圆桶的外部，且位于所述漏斗的圆管的下方，用于支撑所述漏斗。

[0017] 可选的，所述圆桶为塑料圆桶。

[0018] 可选的，所述集流筒为标准雨量筒。

[0019] 可选的，所述圆桶的内径为30cm；所述钢环的外径为30cm。

[0020] 可选的，所述漏斗的上圆面直径为10cm。

[0021] 可选的，所述桶盖的中央的空心圆直径为10cm。

[0022] 可选的，所述降雨喷头的降雨范围直径为10cm。

[0023] （三）有益效果

[0024] 本发明提出的枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置，能够在天然降雨或人工降雨条件下，对枯落物层水分垂直下渗量和水平迁移量进行分离测定，从而对枯落物层水分运动方式进行量化研究，并且能够进一步量化探究枯落物层厚度与降雨强度对垂直下渗量与水平迁移量的影响。

附图说明

[0025] 图1是本发明一个实施例中的装置结构示意图。

[0026] 图2是本发明一个实施例中的钢环结构示意图。

[0027] 图3是本发明一个实施例中的塑料圆桶的结构示意图。

[0028] 图4是本发明一个实施例中的漏斗结构示意图。

[0029] 图5是本发明一个实施例中的电子天枰的示意图。

[0030] 图6是本发明一个实施例中的桶盖结构示意图。

[0031] 图7是本发明另一个实施例中的装置结构示意图。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

[0033] 本发明提出了一种枯落物层水分垂直下渗量及水平迁移量的测定装置，如图1所示，所述装置包括钢环、圆桶、漏斗、集流筒以及电子天枰，其中：

[0034] 所述钢环嵌套在所述圆桶中，所述钢环的底部铺设有尼龙网，用于盛装枯落物；

[0035] 所述漏斗位于所述圆桶的内部，且位于所述钢环的下方，所述漏斗通过圆管与所述集流筒相连，用于将从所述钢环中的枯落物层垂直下渗的水分传送到所述集流筒中；

[0036] 所述集流筒位于所述圆桶的外部，用于接收从所述漏斗传送过来的水分；

[0037] 所述电子天枰分别位于所述圆桶及所述集流筒的下方，分别用于测定所述钢环中的枯落物层水分的水平迁移量及垂直下渗量。

[0038] 下面通过具体的实施例，对所述装置及各部件的优选实施方式进行详细说明。

[0039] 1、制作一钢环，如图2所示，钢环底部铺设尼龙网以盛装枯落物，外形类似于标准土壤筛，钢环外径30cm，高10cm。

[0040] 2、塑料圆桶，如图3所示，外径31cm，内径30cm，高70cm左右，大小正好使上述钢环嵌套在其中；距圆桶底面20cm处开一直径3cm小口，使长漏斗的管壁可以从口中穿出，从而使垂直下渗的水分可以沿漏斗流入桶外集流雨量筒中。

[0041] 3、集流筒，选择标准雨量筒用以收集经PVC管流出的、穿透枯落物层垂直下渗的水分。

[0042] 4、长管壁漏斗，如图4所示，选择直径10cm、高5cm的漏斗，漏斗上下圆面皆为空心，下圆面出水口处衔接长约50cm、直径为2cm的PVC圆管，圆管穿过塑料圆桶，延伸至桶外集流雨量筒中。

[0043] 5、电子天枰，如图5所示，分别在塑料圆桶及集流雨量筒下布置电子天枰，可测定瞬时流入圆桶/集流筒中的水量，也可测定一场降雨结束后的总水量。

[0044] 6、降雨喷头，如图1所示，人工模拟降雨条件下设计降雨范围时，须选择降雨范围直径为10cm（与漏斗直径重合），以保证只有枯落物的中央部分接受降雨，但水分在枯落物层的运动方式则分为垂直运动（由漏斗收集，流至集流雨量筒）和水平运动（留存在塑料桶内）。

[0045] 7、塑料桶盖，如图6所示，当降雨条件改为天然降雨后，因无法控制有效降雨范围，此时应设计一个直径为30cm的塑料桶盖，使其中央直径10cm处为空心圆状，以保证降雨只在枯落物中央部分输入。

[0046] 先将图3所示的塑料圆桶与集流筒分别置于天枰之上，后将穿过塑料圆桶壁的PVC圆管与图4所示的漏斗连接，管壁应避免与塑料圆桶壁接触，以免产生重量叠加而影响电子天枰精确测量，PVC管另一端延伸至集流筒中，在塑料圆桶和集流筒之间架设简易支架，以承担漏斗的重量。随后收集未分解的枯落物，平铺于图2所示钢环的尼龙网上，将钢环嵌套在塑料圆桶中上部，启动降雨喷头，装置的综合效果如图1所示。若涉及到天然降雨，则在塑料圆桶上加盖如图6所示的桶盖即可，装置的综合效果如图7所示。塑料圆桶下天枰读数即为枯落物层水分的水平迁移量，集流筒下天枰读数即为枯落物层水分的垂直下渗量。

[0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。