本实用新型专利技术涉及一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，包括：可随风向变化而任意旋转的风向标、旋转轴、基座和基座护罩；所述旋转轴竖直设置，所述风向标安装在旋转轴的顶端，当风沙流来临时，风向标带动旋转轴旋转；旋转轴的底端固定在基座内；基座的底端安装在基座护罩内；所述旋转轴沿轴向安装有多个集沙装置固定支架；每个所述集沙装置固定支架的中部固定在旋转轴上；每个集沙装置固定支架的两端分别安装有集沙装置。所述基座护罩的材质为尼龙。本实用新型专利技术具有结构简单、测量准确、便于安装与冰面、容易操作等优点，是研究冰面风沙输移过程必不可少的仪器。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及生态环境监测领域，尤其涉及一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪。
技术介绍
土壤风蚀研究的一项重要任务就是通过输沙率随高度位置变化，进而确定特定风速条件下的风沙流结构及风沙输移量。风沙流是一种沙粒的集团运动，是风沙活动过程中的重要环节，了解风沙流沙粒的流动特性、搬运过程、侵蚀危害对防治水土流失，保护生态环境具有重要意义。由于环境的特殊性，河流(如黄河)沿岸的风沙活动过程既不同于沙漠、沙地区域，也有别于海岸地区，特别是在冬季进入全面冰封期后，河道水面变成冰面，这一时段风沙活动也进入活跃期，与冰面接触的流沙以风沙流和沙丘前移的方式向河道推进，进入冰面沙物质在冰面上形成风沙流在冰上运移。所以，冬季风沙活动涉及到冰面风沙过程，了解这一过程对风沙入河过程及入河量的确定具有重要意义，对有效防止风沙入河提供科学的理论依据。集沙仪是研究风沙移动规律，观测风沙流结构特征和风沙输移量的重要仪器之一。目前，大部分的集沙仪主要是应用于沙漠、沙地、草原、农田等野外风沙流动的观测。将目前主流的集沙仪在冰面安装测定风沙流及输沙通量，出现以下几个问题：1.大部分集沙仪都是金属类的，基座与冰面接触，一段时间后冰面融化集沙仪会出现倾斜或者倒伏，影响到收沙效果，无法保证测量结果准确性和精度。2.部分集沙仪由于沙物质存储部分在基座，基座部分较为庞大，在冰面上挖取大坑安装集沙仪很难实现，集沙仪基座深度可能超过冰层厚度导致无法在冰面安装。出现上述原因：金属类的基座在冰面上极易融化，且融化速度可快；冬季温度虽然在零度以下，但金属比热容与水的相差较大，升温较快，所以在近中午时集沙仪基座与冰面接触处易使冰面融化，使得基座处产生松动，导致集沙仪倾斜和倒伏。同时，集沙仪基座以上部分金属重量较大和近年气候冬季气候变暖加剧了这一现象发生。暖冬也导致近年冬季冰层变薄，在分布实验区冬季冰层厚度30cm左右，对于那些基座较为庞大的集沙仪在冰面上很难有立足之地。针对目前存在的问题和目前集沙仪在冰面使用的弊端和局限性，急需要研制能克服以上困难，适合在冰面上安装的集沙仪，完成冰面风沙输移过程的观测，为风沙入河观测提供行之有效的工具。本技术提供一种结构简单、测量准确、便于安装的研究冰面风沙流及输沙通量的可旋转式集沙仪。
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的问题，本技术所要解决的技术问题是提供一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，实现了在河道冰面上对任意方向的近地表沙物质的收集，本技术具有结构简单、测量准确、便于安装与冰面、容易操作等优点，是研究冰面风沙输移过程必不可少的仪器。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，包括：可随风向变化而任意旋转的风向标、旋转轴、基座和基座护罩；所述旋转轴竖直设置，所述风向标安装在旋转轴的顶端，当风沙流来临时，风向标带动旋转轴旋转；旋转轴的底端固定在基座内；基座的底端安装在基座护罩内；所述旋转轴沿轴向安装有多个集沙装置固定支架；每个所述集沙装置固定支架的中部固定在旋转轴上；每个集沙装置固定支架的两端分别安装有集沙装置；本技术的有益效果是：本技术是以冬季河道沿岸风沙运移野外试验研究为基础研制出的可以设置于河道等冰面上的可旋转集沙仪。基座与基座护罩连接使集沙仪稳定置于冰面上，利用风向标随风向变化而任意旋转，从而带动旋转轴旋转，以及安装在旋转轴上的集沙装置旋转，通过集沙装置收集不同高度、不同方向的冰面风沙量。本技术将沙物质利用设置在旋转轴上的集沙装置收集，在同一高度的积沙装置有2个，这样相当于在试验中做了重复试验，这样提高了试验数据精度；同时与现有技术中将沙物质存储于基座相比，基座较小，安装时无须挖取大坑，具有便于安装和使用等优点。本技术能真实反映冬季冰面风沙流特征及输沙通量输沙通量，弥补了现有集沙仪器在应用区域上的局限性。本技术所述测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪具有结构简单、测量准确、便于安装于冰面、容易操作等优点，是研究冰面风沙过程必不可少的仪器。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述基座护罩的材质为尼龙。采取上述方案的有益效果为：专利技术人通过设置尼龙材质的基座护罩隔离冰面与基座的接触，避免金属在冰面易融化而导致的整个装置发生倾斜。进一步，所述集沙装置迎风设置，用于收集风沙；所述集沙装置包括集沙筒和套在集沙筒外的集沙袋；所述集沙筒包括夹持部和与夹持部的一端连接的收集部，所述夹持部的内部与收集部的内部连通，所述收集部为长条形槽状结构；所述集沙袋呈内部中空的长条形，其一端开口，另一端闭口，开口的一端与集沙筒的夹持部一起固定在集沙装置固定支架上；所述集沙袋的闭口的一端套在收集部的另一端外。进一步，所述夹持部的另一端设有可拆卸地封堵盖；所述收集部的另一端呈弧形。进一步，所述集沙袋由400目的双层不锈钢丝网制成。采用上述方案的有益效果是：集沙筒的结构的设置，可以尽量扩大透风面积，同时也起到对集沙袋的支撑作用，防止集沙袋内沙物质堆积对集沙袋挤压变形影响透风效果。集沙袋选择过风不过沙的丝网，主要是保证风沙流的流畅性，提高集沙装置的收沙效率，同时丝网集沙袋可以避免冬季积雪对集沙袋的打湿损坏，又避免集沙装置进入积雪后融化后水与沙物质混合不易取样，集沙袋透风好，同时有利于光照直射沙物质，加快沙物质的干燥，提高取样效率。集沙袋为400目的双层不锈钢丝网，既可以提高气流进入集沙袋的流畅性，减少气流阻力，也保证了流入沙尘量的近自然流量，提高了集沙仪的积沙效率。通过设置封堵盖，在测定开始之前，可以利用封堵盖阻止沙粒进入集沙装置。进一步，所述集沙装置固定支架包括支架片和设置在支架片上的固定夹；所述支架片包括两翼以及位于两翼之间的固定部，所述固定部与与旋转轴固定连接，支架片的两翼的最远端设有固定夹，固定夹用于夹持集沙装置。采用上述进一步方案的有益效果是：采用固定夹，可以保证取样的灵活性，提高了取样效率。进一步，所述旋转轴设有多个用于固定的固定凹槽，支架片的固定部嵌入在固定凹槽内。采用上述进一步方案的有益效果是：固定凹槽可以实现同时实现准确定位和牢固固定集沙装置固定支架避免发生倾斜。进一步，固定部为竖直设置的片状结构，且所述两翼分别与固定部垂直，两翼横向设置且两翼的厚度面迎风设置,减小积沙筒周围的支架片的迎风面,减小对风的干扰。采用上述进一步方案的有益效果是：减少集沙装置支架片在两翼位置对风沙干扰阻力，保证风沙流顺畅进入到集沙筒。进一步，所述风向标包括风向标叶片、连接杆和平衡锤；连接杆水平设置，连接杆的一端与风向标叶片连接，连接杆的另一端与平衡锤连接，连接杆的中部通过风向标固定器与旋转轴的顶端固定连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过风向标结构的合理设置，风向标叶片产生旋转动力带动旋转轴转动，平衡锤的设置达到风向标整体的配重作用，有利于保证转动的平稳性。进一步，所述基座包括基座轴和带沿防尘罩；所述基座轴的顶部内嵌有用于与旋转轴的底部连接的顶丝；所述基座轴还安装有轴承；带沿防尘罩安装在基座轴上且带沿防尘罩位于轴承上方；所述轴承设有两个，上下相对地安装在基座轴上，两个轴承嵌入到基座护罩内部的中空部分,使得轴承与基座护罩内部的中空部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，包括：可随风向变化而任意旋转的风向标(1)、旋转轴(3)、基座(4)和基座护罩(5)；所述旋转轴(3)竖直设置，所述风向标(1)安装在旋转轴(3)的顶端，当风沙流来临时，风向标(1)带动旋转轴(3)旋转；旋转轴(3)的底端固定在基座(4)内；基座(4)的底端安装在基座护罩(5)内；所述旋转轴(3)沿轴向安装有多个集沙装置固定支架(6)；每个所述集沙装置固定支架(6)的中部固定在旋转轴(3)上；每个集沙装置固定支架(6)的两端分别安装有集沙装置(7)。
【技术特征摘要】
1.一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，包括：可随风向变化而任意旋转的风向标(1)、旋转轴(3)、基座(4)和基座护罩(5)；所述旋转轴(3)竖直设置，所述风向标(1)安装在旋转轴(3)的顶端，当风沙流来临时，风向标(1)带动旋转轴(3)旋转；旋转轴(3)的底端固定在基座(4)内；基座(4)的底端安装在基座护罩(5)内；所述旋转轴(3)沿轴向安装有多个集沙装置固定支架(6)；每个所述集沙装置固定支架(6)的中部固定在旋转轴(3)上；每个集沙装置固定支架(6)的两端分别安装有集沙装置(7)。2.根据权利要求1所述一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，所述基座护罩(5)的材质为尼龙。3.根据权利要求1所述一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，所述集沙装置(7)迎风设置，用于收集风沙；所述集沙装置(7)包括集沙筒(71)和套在集沙筒(71)外的集沙袋(72)；所述集沙筒(71)包括夹持部和与夹持部的一端连接的收集部，所述夹持部的内部与收集部的内部连通，所述收集部为长条形槽状结构；所述集沙袋(72)呈内部中空的长条形，其一端开口，另一端闭口，开口的一端与集沙筒的夹持部一起固定在集沙装置固定支架(6)上；所述集沙袋的闭口的一端套在收集部的另一端外。4.根据权利要求3所述一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，所述夹持部的另一端设有可拆卸地封堵盖(73)；所述收集部的另一端呈弧形。5.根据权利要求3所述一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，所述集沙袋(72)由400目的双层不锈钢丝网制成。6.根据权利要求1-5任一项所述一种测定冰面风沙流及输沙通量的可旋转集沙仪，其特征在于，所述集沙装置固定支架(6)包括支架片(62)和设置在支架片(62)上的固定夹(61)；所述支架片(62)包括两翼以及位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李锦荣，珊丹，杨志勇，郭建英，刘艳萍，荣浩，吴永胜，
申请(专利权)人：水利部牧区水利科学研究所，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
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