一种树干茎流模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于森林水文学、生态环境监测技术领域，具体公开了一种树干茎流模拟装置。所述树干茎流模拟装置包括依次连接的供水器、水泵机构和通水接头，所述通水接头包括一个进口和至少四个出口，所述进口与所述水泵机构连接，所述出口连接有导水管，至少四根所述导水管的自由端沿树干的周向方向分布固定于树干。该装置整体结构简单、小件易携带，能够模拟可控流速、流量的树干茎流，适合野外测定树干茎流对土壤入渗区域影响的实验使用。流对土壤入渗区域影响的实验使用。流对土壤入渗区域影响的实验使用。

【技术实现步骤摘要】
一种树干茎流模拟装置


[0001]本技术涉及森林水文学、生态环境监测
，特别涉及一种树干茎流模拟装置。

技术介绍

[0002]树干茎流是森林水文学过程中的主要组成部分，是林冠层水量平衡中的一个重要分量，并高度集中于根部，影响着降雨的空间分布格局；同时，树干茎流也是引起林地土壤水分空间异质性的重要因素之一。树干茎流的产生是由于形态上的特殊性，即“漏斗状”树冠
‑‑
由陡峭的树枝和细枝形成
‑‑
与光滑的树皮相结合，树干水流在树基局部环形区域集中和引导水分，沿树干向下流动，因此，树干茎流通量入渗到土壤中应被视为补给过程中的一个点源。且在干旱半干旱区，树干茎流是植被在缺水条件下水分和养分的重要来源，在维持林木体内水分平衡、缓解树木生长的缺水现象和提高水资源利用率等方面起到十分重要的作用。而在湿润和半湿润区，树干茎流及其入渗过程显著影响森林水文分配、径流形成、地下水补给、土壤侵蚀等过程，有重要的生态水文及水土保持价值。因此，对树干茎流的研究已受到生态水文研究者的广泛关注。
[0003]在分析树干茎流与土壤地下渗流或优先流之间的联系时，通常采用树干茎流总量(体积)、基于树干面积的单位面积茎流量(径流深)等指标进行研究。然而目前对于树干茎流的研究通常基于野外原位监测，而野外原位监测中天然降水存在不规律、不可控、难以量化等特征，因此对树干茎流及其入渗区域的监测和研究受到限制。
[0004]针对上述问题，国外研究提供了一些树干茎流模拟装置，这些现有的树干茎流模拟装置一般是由水桶和与水桶连接的穿孔软管构成，使用时将穿孔软管环绕树干一周，利用水桶以重力势控制水流和通过手动阀控制水流流速，水从穿孔中流出并沿树干流下以模拟降水，该装置虽然在一定程度上解决了野外原位监测中天然降水存在的不规律、不可控、难以量化的问题，但是该装置在实际使用中存在以下问题：(1)装置主要是利用水桶以重力势控制水流，无法提供恒定流速的降水环境；(2)通过手动阀控制水流流速，耗时较长且布水不均匀，或者不能出现壁流现象，忽略了优先流的影响；(3)穿孔软管出水时容易出现距离入水点较远的穿孔水压不足的现象，同时出水口喷淋到树干上造成水滴溅落，干扰树干茎流的入渗面积。因此，研究一种合适的、可控流速、流量的树干茎流模拟装置是解决上述问题的关键。因此，通过模拟可控流速、流量的树干茎流，探究树干茎流在土壤剖面的入渗区域与茎流速率的关系，成为目前研究的关键。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种树干茎流模拟装置，该树干茎流模拟装置整体结构简单、小件易携带，能够模拟可控流速、流量的树干茎流，适合野外测定树干茎流对土壤入渗区域影响的实验使用。
[0006]为达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0007]一种树干茎流模拟装置，包括依次连接的供水器、水泵机构和通水接头，所述通水接头包括一个进口和至少四个出口，所述进口与所述水泵机构连接，所述出口连接有导水管，至少四根所述导水管的自由端沿树干的周向方向分布固定于树干。
[0008]进一步的，所述供水器为供水桶。
[0009]进一步的，所述供水器内装有水或亮蓝溶液。
[0010]进一步的，所述水泵机构包括依次电连接的电源、直流电机调速器和潜水泵，所述潜水泵放置于所述供水器内，所述潜水泵通过供水管和所述进口连接。
[0011]进一步的，所述导水管的自由端连接有喷雾头。
[0012]进一步的，所述树干茎流模拟装置还包括承水件，所述承水件可拆卸环套于树干上，所述导水管的自由端与所述承水件可拆卸连接。
[0013]进一步的，所述承水件为吸水棉布条，所述吸水棉布条的两端通过第一连接件可拆卸连接。
[0014]更进一步的，所述吸水棉布条外侧表面的中上部沿其长度方向设有上端开口的安装袋，所述安装袋的上端开口通过第二连接件和所述吸水棉布条连接，所述导水管的自由端插入所述安装袋内并可通过所述第二连接件进行定位。
[0015]更进一步的，所述安装袋的外侧表面以及所述吸水棉布条下部的外侧表面均设有不透水层。
[0016]由于使用了本技术的技术方案，本技术具有以下有益效果：
[0017]采用水泵机构作为动力源进行供水，解决了现有通过重力供水方式操作不变、不易控制的问题，且无需梯子或较高的置物架安置供水器，易于携带安装，适于野外实验使用。其中，水泵机构通过电源、直流电机调速器和潜水泵结合，能够利用恒定电流维持恒定速率从而输出稳定流速、流量的的液体，并通过至少五通的通水接头和至少四根导水管形成至少四个方位的入水点，从而能避免树干的大小对水流喷射强度的影响，充分保证液体沿树干流动，降低测量误差。综上，本装置能够有效地保证了获取的数据具有较高的准确度且弥补了目前该领域恒定流速模拟树干径流的技术缺口。
附图说明
[0018]图1是本技术树干茎流模拟装置的结构示意图。
[0019]图2是本技术树干茎流模拟装置承水件的结构示意图。
[0020]图中主要元件符号说明如下：
[0021]图中，1
‑
供水器，2
‑
潜水泵，3
‑
电源，4
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直流电机调速器，5
‑
供水管，6
‑
通水接头，61
‑
进口，62
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出口，7
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导水管，8
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喷雾头，9
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承水件，10
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树干,11
‑
安装袋，12
‑
不透水层。
[0022]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]如图1所示，在本技术一实施例中，一种树干茎流模拟装置，包括依次连接的供水器1、水泵机构、通水接头6和导水管7。所述供水器1用于装载茎流液，在本实施例中具体采用供水桶，所述供水器1内装有茎流液，所述茎流液具体为4g L
‑1亮蓝溶液，便于后续直观清晰的观察树干径流对土壤的入渗面积。
[0025]所述水泵机构包括依次电连接的电源3、直流电机调速器4和潜水泵2，所述电源3具体为12V锂电瓶，所述潜水泵2具体采用12V的小型潜水泵，所述潜水泵2放置于所述供水器1内，所述潜水泵2的出水口通过供水管5和所述通水接头6连接。
[0026]所述通水接头6包括一个进口61和四个出口62，所述进口61与所述供水管5连接，每一个所述出口62都连接有导水管7，所述导水管7的自由端沿树本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树干茎流模拟装置，其特征在于：包括依次连接的供水器、水泵机构和通水接头，所述通水接头包括一个进口和至少四个出口，所述进口与所述水泵机构连接，所述出口连接有导水管，至少四根所述导水管的自由端沿树干的周向方向分布固定于树干上。2.根据权利要求1所述一种树干茎流模拟装置，其特征在于：所述供水器为供水桶。3.根据权利要求1所述一种树干茎流模拟装置，其特征在于：所述供水器内装有水或亮蓝溶液。4.根据权利要求1所述一种树干茎流模拟装置，其特征在于：所述水泵机构包括依次电连接的电源、直流电机调速器和潜水泵，所述潜水泵放置于所述供水器内，所述潜水泵通过供水管和所述进口连接。5.根据权利要求1所述一种树干茎流模拟装置，其特征在于：所述导水管的自由端连接有喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋贤威，农海勤，杨露，甘文静，冼金梅，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：