用于室外的便携式风蚀模拟装置的制作方法

本实用新型属于生态学及生态观测实验方法，具体说的是，涉及野外地表风蚀风速的测量，用于室外的便携式风蚀模拟装置。

背景技术：

风蚀是指地表松散物质被风吹扬或搬运的过程，以及地表受到风吹起颗粒的磨蚀作用。风蚀会造成土壤表层粗化，细物质减少，有机质和养分质量分数也减少。风蚀作用是土壤沙化的主要机制，是荒漠化地区土壤养分变异的重要驱动力。强烈的风蚀作用会造成土壤侵蚀和生态环境的破坏。例如沙漠化过程中的地表粗化、营养物质的丧失以及植被退化等等，都是土壤风蚀直接或间接作用的结果。

土壤风蚀的影响因素主要包括：风速、地表土壤的物理特性、地表覆盖及粗糙度状况等。其中风速是决定风蚀发生及其强度的首要外部因素。从上世纪20年代至今，国内外有关风蚀影响因子的研究方法经历了野外样地调查、风洞模拟实验、风蚀模型模拟构建等过程。对于风速的模拟，以往多采用风洞设备，重量大，移动十分不便。因此国内外风蚀模拟实验一般是在室内模拟，与野外的实际情况有较大差距，无法真实反映各种土地类型对风蚀的响应情况，不能用于大区域的风蚀样带调查。因此开发出便携式吹风机，并用此设备模拟不同风速的风蚀模拟控制实验方法就具有重要的实际意义和科研价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于室外的便携式风蚀模拟装置，实验设备简单，操作方便，工作量小，实验数据能很好反映野外各类土地的真实风蚀情况。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：

用于室外的便携式风蚀模拟装置，由样方围框、多档便携式吹风机、多根圆尺和粉尘收集袋组成。实验时在样方围框的土地内插入多根圆尺，在样方围框的后侧设有粉尘收集袋，粉尘收集袋的收集口对应多档便携式吹风机的吹风口设置。

本实用新型所述的多档便携式吹风机通过定位伸缩机构确定与样方围框平面的角度和距离。

本实用新型所述的多档便携式吹风机的吹风风速为12-30m/s。

本实用新型所述的多档便携式吹风机为小型汽油发动机制成的吹风机。

本实用新型所述的圆尺的根数为5-10根。

本实用新型所述的样方围框两侧竖直设置样方框侧挡板。

本实用新型所述的样方围框的前侧还设有压设在风蚀模拟室外土地表面的遮蔽板。

本实用新型有益效果是：采用该便携式模拟装置与方法，首次解决了大区域野外风蚀样带调查控制实验短时间内无法实现的难题。该套设备灵活轻巧，移动方便，可在较短时间内完成易风蚀区域的调查与取样，保证了风蚀调查的时效性和准确性。可以节约大量时间和科研成本，实验数据真实、可靠、可重复再现，非常适宜于风蚀样带调查。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型进行风蚀实验时的结构示意图；

图中：1、土壤，2、粉尘收集袋，3、样方框侧挡板，4、圆尺，5、定位伸缩机构，6、多档便携式吹风机，7、遮蔽板，8、样方，9、样方围框。

具体实施方式

如图1所示，用于室外的便携式风蚀模拟装置，由样方围框、多档便携式吹风机、多根圆尺和粉尘收集袋组成，样方围框为实验计算方便，优选为正方形框，其大小为1m*1m，在样方围框内的土地上插入多根圆尺（可直接记录各尺吹蚀土层的厚度，后期取平均值），在样方围框的后侧设有粉尘收集袋，粉尘收集袋的收集口对应多档便携式吹风机的吹风口设置，粉尘收集袋紧贴放置于样方围框后。

为防止吹起的灰尘散落到其他处，可在样方围框两侧竖直设置样方框侧挡板，挡板的高度不易过高。

同时，可以在样方框前侧的土地上铺设遮蔽板，与粉尘收集袋相反放置，即在吹风方向的背离一侧。

所述的定位伸缩机构不对吹风机进行支撑，但可借助其确定吹风机口与地面的距离和角度，保证前后实验一致性。

用于室外的便携式风蚀模拟方法、装置，原理以及实现方法如下：

第一步：多档便携式吹风机的设计

以森林消防的风力灭火机为基础原型，根据实验要求设计出风口口径（可设置有不同规格的口径）、出风口距地面距离（在吹风机上安装定位尺用以测量出风口距地面的距离）。为了模拟出不同的风速，通过机械改造改变了风力灭火机油门大小，即设置了不同的出风档位，实现出风风速可在12-16-21-25-30m/s等多个风速档位上。

这种便携式吹风机采用汽油作为驱动能源，用小型汽油发动机作为驱动马达，轻巧方便，利于科研人员手持操作，而且不受野外没有电力能源的限制。而如果采用电动机作为驱动马达，则需要有车辆拖动蓄电池，在野外，尤其是在地形地貌复杂地区，车辆不容易达到的地方，测量则无法进行。

第二步：模拟方法

（一）如图1所示。在各样方群的风蚀子样方（1m×1m）进行，样方围框前侧放置遮蔽板（防止样方以外沙尘进入样方中）。样方框两侧边设置样方框侧挡板，防止将样方框以外的粉尘吹入粉尘收集袋中。操作者手持多档便携式吹风机，用安装于其上的定位伸缩机构进行定位，然后逐次按一定轨迹驱动出风口在样方内移动，样方框后放置粉尘收集袋，在样方中插入若干根圆尺，以设计风速吹蚀30s，记录各圆尺的吹蚀厚度（后期取平均值），将吹蚀的粉尘通过收集袋后端的特制出口倒入自封袋保存以备测量和室内实验分析。

（二）起沙风速测量

以慢速递推法测量各样方群的起沙风速，即在目的位置起沙时（细小颗粒开始运动）测量该位置的风速(做三个重复)。具体实验方法是：操作者手持多档便携式吹风机，在多档便携式吹风机上安装有定位伸缩机构。在操作者前方放置一块遮蔽板（1m×1m），对准遮蔽板中心，以出风口口径（设计有不同规格）、油门设计等控制出风风速（设置12-16-21-25-30m/s五个风速档位），以一定风速从后向前缓慢推进，并观察遮蔽板前方的样方是否起沙，如果开始起沙，则在起沙处用风速测量仪测量风速，并记录数据，此测量数据即是起沙风速。

以风口距离地面的远近确定风速的方法具有较大的局限性，容易受到自然风速的影响而其无法发生实际效应。因此在野外样带的调查中，应以油门和风口的大小为主来设置风速梯度。