一种可调节式穿透雨量测量装置的制作方法

本发明涉及森林水文测量装置领域，尤其涉及到一种可调节式穿透雨量测量装置，主要用于测定森林郁闭度不高的地区的穿透雨量，便于进一步计算树冠截留量。

背景技术：

穿透雨是在植被覆盖地区，大气降水经过植被冠层的截留后降落到地面的部分。不同的树种，穿透雨占大气降水的比例不同。从森林生态水文角度，降水落到林地，一部分沿枝干形成树干茎流，残留在枝叶上的部分为树冠截留，另一部分穿过枝叶间隙落到地面，即为穿透雨。而树冠对降雨的截留，受到森林郁闭度、气象因素、植物自身因素等多方面影响而难以直接测定；且现有的测定穿透雨装置难以根据不同种类树木的树冠大小调节其测量范围，从而导致穿透雨量测量不准确、改动成本高、实用性欠缺等问题，因此目前仍缺少可调节雨水收集面积的装置。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种可调节式穿透雨量测量装置，在森林郁闭度较低的地区，可应用本装置测定降水在不同树冠大小树木的穿透量。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种可调节式穿透雨量测量装置，包括套设固定在树干上的内骨架和位于内骨架外围且固定设置的外骨架，所述内骨架和外骨架上均固定有沿周向闭合的防水布，内骨架上的防水布与外骨架上的防水布之间形成雨水通道，外骨架的下方还固设有与所述雨水通道连通的汇集通道，所述汇集通道出水口连通流量计。

本方案以内骨架和外骨架作为支撑体，利用内骨架和外骨架上的防水布形成雨水通道，穿透雨经雨水通道后，由汇集通道进入流量计，通过流量计测定穿透雨量，根据水量平衡原理，总雨量减去树干茎流量、本装置测定的穿透雨量，即可推算出冠层截留量，为研究测算不同种类树木的树冠截留量提供准确的数据。

作为优化，所述雨水通道内设有内圈与内骨架固接的过滤网，所述过滤网的外圈通过斜拉筋与内骨架固接。本优化方案通过在雨水通道内设置过滤网，进一步防止落叶的堵塞和小型动物的影响，提高测量的精确性，过滤网的内圈与内骨架的下端固接，过滤网的外圈通过斜拉筋与内骨架的上端固接，提高了过滤网固定的牢固性，满足降雨量较大时的使用要求。

作为优化，所述外骨架为上大下小的锥形。本优化方案将外骨架设置为上大下小的锥形，穿透雨从上方进入雨水通道后，截面积逐渐减小，减小了穿透雨在雨水通道和汇集通道内的残留，提高了测量的准确性。

作为优化，所述外骨架包括若干沿周向分布的可调节骨架，所述可调节骨架包括下端与过滤网固接的下撑杆和通过棘轮机构与所述下撑杆连接的上撑杆，所述棘轮机构允许上撑杆向外转动。本优化方案通过若干可调节骨架形成安装防水布的外骨架，需要增大接收面积时，向外转动上撑杆即可，工作人员在制作时，可根据所需扩展面积，在可调节骨架之间留有防水布的余量，以防止向外转动上撑杆时对防水布造成过度拉伸。

作为优化，所述棘轮机构包括固定设置在下撑杆上的固定轴和套设在所述固定轴上的转动套，所述转动套内壁设置有棘齿槽，固定轴上固设有伸至棘齿槽内的弹片，上撑杆与转动套固接。本优化方案的弹片可以为弹簧钢片，弹簧钢片使棘轮只能单向转动，即调节骨架只可向外张开；可调节骨架在受到弹性滤网的回弹力时，通过弹片的阻挡使棘轮不能逆向转动，因此骨架可保持原来形态不向内收缩。

作为优化，所述上撑杆上固接有支撑短杆，各支撑短杆连接有位于外骨架进雨口上方的弹性滤网。本优化方案通过设置弹性滤网，可根据上撑杆张角改变而发生弹性形变，适应不同大小树冠的树木，适应性强，同时防止落叶等掉落物干扰测量，上撑杆与支撑短杆之间可焊接连接。

作为优化，所述下撑杆上还固接有若干沿周向分布的支撑长杆，所述支撑长杆下端为嵌入树干的锥形。本优化方案通过设置支撑长杆，提高了装置的防滑性，使本装置稳定性更好，锥形下端嵌于树干且不影响树木正常生长。

作为优化，外骨架的防水布上开设有位于过滤网上方的开口，开口内设有与防水布通过拉链连接的检修布块。本优化方案通过设置开口，使工作人员可以及时清理过滤网上的掉落物，防止堵塞汇集通道，进一步提高了穿透雨量测量的准确性，检修布块的上边沿与防水布为一体结构，检修布块的两侧边沿和下边沿分别与防水布通过拉链连接，打开和关闭开口时的操作方便。

作为优化，所述内骨架包括紧固在树干上的上紧固圈和下紧固圈，所述上紧固圈和下紧固圈均包括设有一断口的圈体和固接于圈体内侧壁的嵌入尖，圈体的两端分别开设有穿过孔。本优化方案的内骨架通过上紧固圈和下紧固圈固定在树干上，方便往树干上套设，嵌入尖嵌入树干，保证了固定的可靠性，嵌入尖不影响树木的生长；内骨架处的防水布为架高防水布，通过上紧固圈和下紧固圈将架高防水布箍紧使其与树干贴合，由于防水布易折弯变形，因此可以适用于树干存在弯曲的部位，从而提高了使用的范围。

作为优化，所述汇集通道包括套设于树干上的内防水布圈，以及与外骨架上的防水布密封连接的外防水布圈，外防水布圈和内防水布圈之间的腔体上端与雨水通道连通，外防水布圈和内防水布圈之间的腔体底面为弧形面，弧形面的下端设有出水孔，出水孔通过软管连通流量计。本优化方案通过内防水布圈将穿透雨与树干茎流雨分开，使穿透雨在外防水布圈和内防水布圈之间的腔体通过，外防水布圈和内防水布圈之间的腔体底面为弧形面，避免了穿透雨在腔体内积聚，提高了测量准确性，通过软管连通出水孔和流量计，方便工作人员操作。

作为优化，外骨架的内外两侧均设置防水布，且两侧的防水布通过强磁片固定。本优化方案的外骨架的内外两侧均设置防水布，方便通过强磁片对两防水布进行固定，进而保证了防水布的完整性，避免了在防水布上开设连接孔而导致防水布漏水，提高了测量的准确性。

本发明的有益效果为：通过上撑杆的转动，使收集雨水的收集面积可调大，可以收集并测量不同树木的穿透雨量；顶部弹性滤网可根据骨架张角改变发生弹性形变，对于不同树冠大小的树木适应性强，同时防止落叶等掉落物干扰测量；紧固锁紧圈和支撑杆均在不影响树木正常生长的情况下增强整体结构稳定性，减少风力等因素干扰导致的测量结果偏差。

附图说明

图1为本发明结构示意图及内部透视图，图中虚线代表树干；

图2为内骨架结构示意图；

图3为上紧固圈结构示意图；

图4为上撑杆与下撑杆连接处结构示意图；

图5为棘轮机构结构示意图；

图6为外骨架的防水布示意图；

图中所示：

1、弹性滤网，2、支撑短杆，3、可调节骨架，4、雨水收集区，5、棘轮，6、开口，7、下紧固圈，8、过滤装置，9、漏斗状通道，10、弯钩，11、雨水收集区，12、软管，13、流量计，14、支撑长杆，15、上紧固圈，16、架高防水布，17、斜拉筋，18、过滤网，19、圈体，20、穿过孔，21、嵌入尖，22、固定轴，23、弹片。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种可调节式穿透雨量测量装置，包括倒伞状主体、过滤装置8和流量计13，倒伞状主体包括上部的雨水收集区4、中部的漏斗状通道9和雨水汇集区11，过滤装置8包括雨水收集区11与漏斗状雨水通道间设置的过滤网18，以及位于倒伞状主体顶部的弹性滤网1。

雨水收集区4包括套设固定在树干上的内骨架和位于内骨架外围且固定设置的外骨架，所述内骨架和外骨架上均固定有沿周向闭合的防水布，内骨架上的防水布与外骨架上的防水布之间形成雨水通道。本实施例的防水布为双层防水pg布，并且在外骨架的内外两侧均设置防水布，且两侧的防水布通过强磁片固定，两磁片缝隙处使用防水胶封住。

雨水通道内设有内圈与内骨架固接的所述过滤网18，过滤网18的外圈通过斜拉筋17与内骨架固接。为了方便清理滤网上的杂物，本实施例在外骨架的防水布上开设有位于过滤网上方一侧的开口6，开口内设有与防水布通过拉链连接的检修布块，检修布块的上边沿与防水布为一体结构，检修布块的两侧边沿和下边沿分别与防水布通过拉链连接。

外骨架为上大下小的锥形，也可是倒伞状。本实施例的外骨架包括若干沿周向分布的可调节骨架3，所述可调节骨架3包括下端与过滤网外圈固接的下撑杆和通过棘轮机构与所述下撑杆连接的上撑杆，所述棘轮机构允许上撑杆向外转动。所述棘轮机构包括固定设置在下撑杆上的固定轴22和套设在所述固定轴上的转动套，所述转动套内壁设置有棘齿槽，固定轴22上固设有伸至棘齿槽内的弹片23，上撑杆与转动套固接。弹片为弹簧钢片，正常状态下，弹簧钢片使棘轮只能单向转动，即调节骨架只可向外张开；可调节骨架在受到弹性滤网的回弹力时，通过弹片的阻挡使棘轮不能逆向转动，因此骨架可保持原来形态不向内收缩。需要缩小外骨架进雨口时，工作人员将弹片压下，使弹片从棘齿槽中脱出，然后向内转动上撑杆即可。

下撑杆上还固接有若干沿周向分布的支撑长杆14，所述支撑长杆14下端为嵌入树干的锥形，锥形嵌于树干且不影响树木正常生长。

上撑杆上固接有支撑短杆2，各支撑短杆2连接有位于外骨架进雨口上方的弹性滤网1。弹性滤网位于雨水通道上方，防树叶及堵塞物落入，并且弹性滤网可随上撑杆的转动发生形变，适应性强。

内骨架包括紧固在树干上的上紧固圈15和下紧固圈7，所述上紧固圈和下紧固圈均包括设有一断口的圈体19和固接于圈体内侧壁的嵌入尖21，圈体19为不锈钢材质，圈体19的两端分别开设有穿过孔20。本装置整体通过内骨架的若干紧固圈和外部若干支撑长杆固定在树干。内骨架与架高防水布形成圆柱形，架高防水布固定在内骨架的内侧且与树干贴合。

使用时将螺丝从穿过孔穿过，通过控制拧螺母的松紧改变锁紧圈大小，对不同粗细树干均可起到牢固固定作用，穿过孔所在部分外向外的折起。架高防水布16由上紧固圈15固定在树干上，两侧斜拉筋17上端与上紧固圈15焊接固定，斜拉筋17的下端与过滤网18的外圈固接。过滤网的内圈与内骨架的下紧固圈7下端固接，过滤网的外圈通过斜拉筋17与上紧固圈15固接。架高防水布16由上紧固圈和下紧固圈固定后紧贴树干，能有效防止雨水过大导致飞溅并附着在树干上，使测量结果更精确。

漏斗状通道9和雨水汇集区11组成汇集通道，底部的雨水汇集区11为倾斜装置，底面为下凹半椭球面，汇集通道与所述雨水通道连通，且固设在外骨架的下方，汇集通道底部为半封闭结构，汇集通道最低处的出水口连通流量计。漏斗状通道9下部设置弯钩10，弯钩10挂在不锈钢圈体19上，圈体19固定于树干。汇集通道的具体结构包括套设于树干上的内防水布圈，以及与外骨架上的防水布密封连接的外防水布圈，外防水布圈和内防水布圈之间的腔体上端与雨水通道连通，外防水布圈和内防水布圈之间的腔体底面为弧形面，弧形面的下端设有出水孔，出水孔通过软管12连通流量计13。

在本装置之上的树干上安装截流槽测量树干茎流量，所述截流槽为现有技术，安装在本装置之上使树干茎流量测定不受本装置影响，且与本装置配合使用获得更完整准确的数据。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。