專利名稱：坡面溝蝕測量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裸露或有地表覆蓋的土質(zhì)坡面土壤面蝕和細溝侵蝕量的測量裝 置，尤其涉及一種是能測定坡面坡度和坡面溝蝕量的測量器。
背景技術(shù)：
目前，常用的測量坡面土壤侵蝕量的裝置主要有三類第一類是測尺和地形測針 板，前者是用刻度尺測出細溝不同部位的溝底和溝頂寬度、溝深，按梯形斷面計算出細溝侵 蝕量，后者是利用測針結(jié)合板上的紙質(zhì)坐標系記錄細溝斷面的高程值，利用WindowsSurfer 軟件生成細溝的三維立體模型同時計算出土壤侵蝕量；第二類是GPS，利用GPS-RTK實時 動態(tài)測量，應用ArcGIS軟件生成坡面細溝侵蝕形態(tài)的空間分布模型，計算得到溝蝕量；第 三類是三維激光地形掃描儀，應用激光掃描技術(shù)對地形進行測量，利用儀器相關(guān)軟件和 ArcGIS軟件生成坡面DEM模型，從而得出溝蝕量。上述現(xiàn)有技術(shù)中，第一類儀器操作簡便，易于掌握，但是存在測量精度不高或是在 監(jiān)測中應用中費時較長容易擾動地表影響測定結(jié)果等問題，而且地形測針板多用于室內(nèi)土 壤侵蝕模擬試驗，使用范圍有限；第二類儀器測量精度雖有所提高，但GPS的分辨率測量坡 面的微地形變化仍存在局限，而且數(shù)據(jù)獲取量大、測量時間較長，后期數(shù)據(jù)處理較為繁瑣； 第三類儀器與前兩類相比精度最高，并能直觀地反映出細溝侵蝕形態(tài)，但是儀器價格昂貴、 控制點設(shè)置麻煩，且操作技術(shù)難以掌握，在實際工作中難以得到推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種坡面溝蝕測量器，該儀器適用于野外土質(zhì)坡面溝蝕量的 測量、操作簡單、攜帶方便、可以現(xiàn)場組裝拆卸，可以采用數(shù)碼照相技術(shù)快速記錄測量數(shù)據(jù)， 從而使測量精度得到提高，而且后期的數(shù)據(jù)處理也較為簡單。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的坡面溝蝕測量器，包括框架，所述框架包括底梁、頂梁，所述底梁和頂梁 的兩端分別通過立柱連接，所述框架上裝有測針、水準儀、標尺、固定釬和量角器；所述框架上設(shè)有滑動橫梁，所述滑動橫梁的兩端分別通過卡子卡在所述框架兩側(cè) 的立柱上，能沿所述立柱上下滑動，所述卡子上設(shè)有鎖緊螺絲；所述測針的上端穿過所述滑動橫梁，且所述測針的上端設(shè)有擋頭，下端插入到所 述框架的下梁中并向下穿出。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的坡面溝蝕測量器，由于框 架上設(shè)有滑動橫梁，滑動橫梁的兩端分別通過卡子卡在框架兩側(cè)的立柱上，能沿立柱上下 滑動，卡子上設(shè)有鎖緊螺絲；測針的上端穿過滑動橫梁，且測針的上端設(shè)有擋頭，下端插入 到框架的下梁中并向下穿出。當測量器豎直插入坡面時，利用測針測量坡面土壤細溝侵蝕 量，利用量角器測量坡面坡度。適用于野外土質(zhì)坡面溝蝕量的測量、操作簡單、攜帶方便、可 以現(xiàn)場組裝拆卸，可以采用數(shù)碼照相技術(shù)快速記錄測量數(shù)據(jù)，從而使測量精度得到提高，而且后期的數(shù)據(jù)處理也較為簡單。


圖1是本發(fā)明坡面溝蝕測量器的正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明測量坡面細溝侵蝕具體實施例的正視圖；圖4是本發(fā)明測量坡度實施例的側(cè)視圖。圖中a.鋁合金框架，b.固定釬，C.滑動橫梁，d.卡子，e.松緊螺絲，f.測針， g.螺帽，h.橫向標尺，i.水準儀，j.豎向標尺，k.量角器，1.定位螺栓，m.指針，η.螺絲。
具體實施例方式本發(fā)明的坡面溝蝕測量器，其較佳的具體實施方式
如圖1、圖2所示包括框架，所述框架包括底梁、頂梁，所述底梁和頂梁的兩端分別通過立柱連接， 所述框架上裝有測針、水準儀、標尺、固定釬和量角器；所述框架上設(shè)有滑動橫梁，所述滑動橫梁的兩端分別通過卡子卡在所述框架兩側(cè) 的立柱上，能沿所述立柱上下滑動，所述卡子上設(shè)有鎖緊螺絲；所述測針的上端穿過所述滑動橫梁，且所述測針的上端設(shè)有擋頭，下端插入到所 述框架的下梁中并向下穿出。所述測針上端的擋頭可以為螺帽。所述標尺可以包括裝于所述頂梁上的橫向標尺和裝于所述立柱上的豎向標尺。所述量角器可以固定在所述框架的側(cè)面，所述量角器的軸心位置上裝有一個能自 由轉(zhuǎn)動并自由下垂的指針。所述框架底部的兩端分別設(shè)有兩個固定釬，所述固定釬與框架通過螺絲連接。所述框架的側(cè)面可以設(shè)有定位螺栓，用于與另一個坡面溝蝕測量器連接使用。所述框架可以為鋁合金框架或其它金屬框架。本發(fā)明克服了現(xiàn)有坡面侵蝕測量儀器與實際結(jié)果偏差大、應用范圍小、儀器成本 高及操縱技術(shù)難掌握的不足，適用于野外土質(zhì)坡面溝蝕量的測量，操作簡單，攜帶方便，可 以現(xiàn)場組裝拆卸，采用數(shù)碼照相技術(shù)快速記錄測量數(shù)據(jù)，從而使測量精度得到提高，而且后 期的數(shù)據(jù)處理也較為簡單。本發(fā)明依據(jù)的科學原理由于降水在坡面上匯集、形成分散的地表徑流，在坡面地形的作用下，分散的徑流 逐漸匯成股流，沖刷表層土壤，從而在坡面上形成大小不同、深淺不一的細小溝道，即細溝 侵蝕。通過測量侵蝕溝的寬度、深度，計算出侵蝕溝的體積，再根據(jù)土壤容重即可得到坡面 細溝侵蝕量。本發(fā)明選用鋁合金框架作為測量器的主體，框架上連有一個可以上下自由滑動的 橫梁，橫梁兩端帶有卡子和松緊螺絲，框架和橫梁起固定測針的作用，安裝測針之前在框架 底部和橫梁上每隔5cm打直徑為5mm的孔。測針選用長50cm，直徑為5mm的銅質(zhì)測針，其質(zhì) 地堅硬、不易變形，且材質(zhì)較輕，可防止在測量坡面溝蝕時，測針由于自重而插入土中增大 誤差。測針一端帶有螺母，另一端穿過橫梁插入框架底部，通過旋動橫梁上的松緊螺絲調(diào)節(jié)其在框架上的位置并控制測針的使用。測量時，首先將兩端螺絲旋松，把橫梁推至合適高度 并旋緊螺絲，使測針伸出框架，通過測針插入坡面侵蝕溝的高低來測量侵蝕溝的斷面形態(tài); 測量結(jié)束后，將橫梁推至框架頂部并旋緊螺絲，使測針收回到框架里面?？蚣茼敳垦b有水準 儀和橫向刻度尺，通過水準儀中的氣泡位置來檢驗測量器是否水平，氣泡居中時儀器即為 水平，橫向刻度尺用來測量侵蝕溝的寬度；底部兩端連有固定釬，使測量器在坡面上能夠穩(wěn) 固，保證記錄數(shù)據(jù)時的穩(wěn)定性，避免因人為干擾造成誤差，固定釬與框架用螺絲連接，能夠 拆卸；框架側(cè)面裝有量角器、豎向刻度尺和定位螺栓，量角器用來測量坡面的坡度，當測量 器垂直插入坡面時，量角器指針和盤上90°刻度線所成的夾角即為坡度，同時也可用來檢 驗測針插入坡面時是否豎直，當指針指向90°刻度線時，測針豎直，避免了測量誤差。豎向 刻度尺在測量溝深時記錄測針的出露長度，得到侵蝕溝的深度。定位螺栓可以把兩個或多 個測量器串連起來使用，保證測量器連接成一個整體，測量器可以在現(xiàn)場組合拆分，根據(jù)坡 面寬度選擇單個或多個測量器并用，方便省時、擴大了使用范圍。記錄數(shù)據(jù)時，利用數(shù)碼照 相機從正面對準測量器進行拍照，拍攝角度與測量器垂直，避免記錄誤差，之后使用圖形圖 像處理軟件AutoCAD或Photoshop對照片內(nèi)測針出露的實際長度進行判定，根據(jù)照片內(nèi)豎 向標尺長度與實際長度比例，計算照片內(nèi)測針出露長度對應的實際長度，從而提高數(shù)據(jù)記 錄的速度，使測量精度和實地工作的效率得到提高。本發(fā)明的有益效果是，在野外攜帶方便、拆卸容易、操作簡單、易于掌握，能夠快速 地測量坡面坡度和坡面溝蝕量，采用數(shù)碼照相技術(shù)記錄數(shù)據(jù)，加快了測量記錄速度，從而提 高了測量精度和工作效率。下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。由鋁合金框架、測針、水準儀、標尺、量角器、定位螺栓六部分組成。
具體實施例方式在圖1和圖2中，鋁合金框架(a)是坡面溝蝕測量器的主體，固定釬(b)通過固定 螺絲(η)與其底部連接，插入坡面使測量器固定，滑動橫梁(c)兩端帶有卡子(d)，套在鋁合 金框架(a)上可上下滑動，通過調(diào)節(jié)上面的松緊螺絲(e)，可使滑動橫梁在框架上任意位置 固定。測針(f)上端連有螺帽(g)，下端穿過滑動橫梁后插入框架中?？蚣苌隙诉B有橫向刻 度尺(h)和水準儀(i)，左側(cè)連有量角器(k)和豎向刻度尺(j)，量角器中心位置有一個自 由旋轉(zhuǎn)的指針(m)?？蚣苡覀?cè)有兩個定位螺栓(1)，可以連接另一個測量器。在圖3、圖4所示實施例中，首先用皮尺標示坡面上的測量斷面，按斷面逐個進行 測量，兩個測量器通過框架(a)側(cè)面的兩個定位螺栓(1)連接在一起，使用時將固定釬(b) 插入坡面，移動框架使上端水準儀(i)的氣泡居中，儀器即為水平。測量時，調(diào)節(jié)滑動橫梁 (c)兩端上的松緊螺絲(e)，使橫梁固定在框架(a)上且處于同一水平位置，測針(f)自由 下落至坡面的細溝中，通過橫向標尺(h)和豎向標尺(j)記錄每條細溝的寬度和深度，也可 以利用數(shù)碼照相機進行拍照，記錄結(jié)果。在圖4所示實施例中，將固定釬(b)垂直插入坡面，使其底部與坡面平行，框架(a) 側(cè)面量角器(k)上的指針(m)自由下垂，指針(m)與量角器上90°刻度線所成的夾角α即 為坡面坡度。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種坡面溝蝕測量器，包括框架，所述框架包括底梁、頂梁，所述底梁和頂梁的兩端分別通過立柱連接，其特征是所述框架上裝有測針、水準儀、標尺、固定釬和量角器；所述框架上設(shè)有滑動橫梁，所述滑動橫梁的兩端分別通過卡子卡在所述框架兩側(cè)的立柱上，能沿所述立柱上下滑動，所述卡子上設(shè)有鎖緊螺絲；所述測針的上端穿過所述滑動橫梁，且所述測針的上端設(shè)有擋頭，下端插入到所述框架的下梁中并向下穿出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述測針上端的擋頭為螺帽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述標尺包括裝于所述頂梁上 的橫向標尺和裝于所述立柱上的豎向標尺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述量角器固定在所述框架的 側(cè)面，所述量角器的軸心位置上裝有一個能自由轉(zhuǎn)動并自由下垂的指針。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述框架底部的兩端分別設(shè)有 兩個固定釬，所述固定釬與框架通過螺絲連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述框架的側(cè)面設(shè)有定位螺栓， 用于與另一個坡面溝蝕測量器連接使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的坡面溝蝕測量器，其特征是所述框架為鋁合金 框架。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種坡面溝蝕測量器，它是在金屬框架上連一個可上下滑動的橫梁，測針一端帶有螺帽，另一端穿過橫梁后從框架中伸出?？蚣苌隙藥в兴疁蕛x和橫向標尺，下端連有兩個可插入坡面的固定釬。框架一側(cè)帶有豎向標尺和量角器，另一側(cè)連有兩個定位螺栓，可與另一個測量器并聯(lián)使用。當測量器豎直插入坡面時，利用測針測量坡面土壤細溝侵蝕量，利用量角器測量坡面坡度。適用于野外土質(zhì)坡面溝蝕量的測量、操作簡單、攜帶方便、可以現(xiàn)場組裝拆卸，可以采用數(shù)碼照相技術(shù)快速記錄測量數(shù)據(jù)，從而使測量精度得到提高，而且后期的數(shù)據(jù)處理也較為簡單。
文檔編號G01B5/00GK101886904SQ201010201948
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者關(guān)楓, 楊劍賓, 楊建英, 王福常, 石麗麗, 趙廷寧, 趙強, 趙方瑩, 韓煜, 駱漢, 高俊, 齊鋒 申請人:北京林業(yè)大學