一種土壤風(fēng)蝕測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種土壤風(fēng)蝕測量裝置。土壤風(fēng)蝕測量裝置包括方形測量框、測釬、兩個縱向滑動塊、垂直測量尺以及橫向滑動尺；方形測量框的位于縱向方向的邊至少有一邊為縱向測量尺；且縱向方向的兩個邊分別安裝有縱向滑動塊，橫向滑動尺與兩個縱向滑動塊的上部固定連接，并可隨縱向滑動塊沿縱向移動；垂直測量尺與橫向滑動尺垂直，滑動連接件可沿橫向滑動尺的長度方向移動從而帶動垂直測量尺沿橫向移動；滑動連接件在垂直方向設(shè)有通孔，垂直測量尺穿過通孔并可在通孔內(nèi)沿豎直方向移動。本實用新型具有不需要電力驅(qū)動、便于攜帶、安裝簡單和操作簡單等優(yōu)點。
【專利說明】
-種±壤風(fēng)蝕測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及風(fēng)力侵蝕監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種測量±壤風(fēng)蝕量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] ±壤風(fēng)蝕是全球嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，中國是世界上受±壤風(fēng)蝕危害嚴(yán)重的國家 之一，±壤風(fēng)蝕是中國干旱、半干旱及部分濕潤地區(qū)±地荒漠化的首要過程。中國截止2014 年，中國風(fēng)蝕荒漠化面積達(dá)182.63 X 104km2，占全國荒漠化±地總面積的69.93 %，±壤風(fēng) 蝕造成±地沙化、±壤貧瘡，生產(chǎn)力下降，嚴(yán)重影響運些地區(qū)的資源開發(fā)和社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn) 定發(fā)展。
[0003] 風(fēng)蝕量是指一定時間內(nèi)，被風(fēng)吹走的地表±壤的質(zhì)量與堆積質(zhì)量之差。風(fēng)蝕量是 對風(fēng)蝕進行分級和防風(fēng)措施設(shè)計規(guī)劃的重要指標(biāo)和依據(jù)。目前用于測定±壤風(fēng)蝕量的儀器 W及方法目前尚未完善，一直沒有取得滿意的結(jié)果。
[0004] 目前測量±壤風(fēng)蝕的方法按測量原理主要有一下幾個途徑：第一種就是野外調(diào) 查，根據(jù)地標(biāo)志物風(fēng)蝕裸露狀況去估計或確定其年代后再估算風(fēng)蝕速率;運種方法主要是 早期風(fēng)蝕調(diào)查和第一次設(shè)足一些偏遠(yuǎn)地區(qū)在沒有任何監(jiān)測設(shè)備的前提一下，一種粗略估算 風(fēng)蝕量的方法。第二種利用某種元素示蹤;利用元素衰變周期推算風(fēng)蝕速率，運樣風(fēng)蝕測定 方法成本比較昂貴，技術(shù)難度大，不利于推廣。第=種，對比不同年份±壤機械組成去判斷 風(fēng)蝕;是一種間接方法，目前應(yīng)用范圍比較狹窄，理論上不成熟。第四種通過室內(nèi)風(fēng)桐或者 野外風(fēng)蝕盤，稱重法去測定風(fēng)蝕量;是最直接且應(yīng)用比較廣泛的方法，風(fēng)蝕盤野外放置容易 對風(fēng)產(chǎn)生影響，進而影響風(fēng)蝕量準(zhǔn)確性。第五種在野外地表布設(shè)風(fēng)蝕測針和風(fēng)蝕橋進行風(fēng) 蝕厚度測量，進而利用±壤容重計算風(fēng)蝕量，風(fēng)蝕測針測到風(fēng)蝕代表一個點的風(fēng)蝕，風(fēng)蝕橋 代表一條線上的風(fēng)蝕量;第六種利用高科技的無人機航空測量、=維激光掃描儀W及各類 地形測量儀器估算風(fēng)蝕量，一般用于大范圍內(nèi)的風(fēng)蝕測量，對操作人員的技術(shù)要求高。
[0005] 風(fēng)蝕研究區(qū)域大都是比較偏遠(yuǎn)、荒涼的干旱荒漠地區(qū)。電力供應(yīng)基本不可能，且交 通極為不方便，不便于攜帶重量較大的且耗電較大的儀器。類似風(fēng)蝕測針和風(fēng)蝕橋的方法 在野外環(huán)境下的優(yōu)勢就凸顯出來。但風(fēng)蝕測針測定的數(shù)據(jù)僅代表一個點上的風(fēng)蝕量，需要 大量設(shè)置才能推算到面上，測針布設(shè)太稠密，容易對風(fēng)蝕產(chǎn)生影響，太稀疏影響測量精度； 風(fēng)蝕橋觀測的只是一個風(fēng)蝕斷面變化的風(fēng)蝕量，推廣到面域精度較低。
[0006] 野外風(fēng)蝕研究工作中急需研制一個可W觀測單位面積的風(fēng)蝕觀測設(shè)備，不需要電 力驅(qū)動，便于攜帶，安裝簡單，操作簡單的風(fēng)蝕觀測設(shè)備及其相應(yīng)的觀測方法。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型提供一種±壤風(fēng)蝕測量裝置及利用該裝 置進行±壤風(fēng)蝕測量方法，具有不需要電力驅(qū)動、測量精度高、便于攜帶、安裝簡單和操作 簡單等優(yōu)點。
[000引本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0009] -種±壤風(fēng)蝕測量裝置，包括方形測量框、安裝在方形測量框的底部的測針、對應(yīng) 設(shè)置的兩個縱向滑動塊、垂直測量尺W及橫向滑動尺；
[0010] 所述方形測量框位于縱向方向的邊至少有一邊為縱向測量尺;方形測量框的縱向 方向的兩個邊分別安裝有可沿縱向移動的縱向滑動塊，橫向滑動尺與兩個縱向滑動塊的上 部固定連接，并可隨縱向滑動塊沿縱向移動；
[0011] 所述垂直測量尺通過滑動連接件安裝在橫向滑動尺上，所述垂直測量尺與橫向滑 動尺垂直，滑動連接件可沿橫向滑動尺的長度方向移動從而帶動垂直測量尺沿橫向移動； 所述滑動連接件在垂直方向設(shè)有通孔，所述垂直測量尺穿過通孔并可在通孔內(nèi)沿豎直方向 移動。
[0012] 本實用新型的有益效果是：
[0013] 本實用新型所述±壤風(fēng)蝕測量裝置通過合理的設(shè)置，能精確測量±壤表面的風(fēng)蝕 厚度，通過計算可獲取到風(fēng)蝕量和風(fēng)蝕模數(shù)。
[0014] 通過方形測量框、縱向滑動塊、橫向滑動尺W及垂直測量尺的合理設(shè)置，可W方便 移動至檢測區(qū)域內(nèi)的任一點，并通過垂直測量尺測量高度，從而獲得風(fēng)蝕測量裝置內(nèi)不同 點位的風(fēng)蝕厚度，獲取單位面積的平均風(fēng)蝕厚度，較單個風(fēng)蝕測針的測量增加了觀測點的 同時節(jié)省了測針數(shù)量，運樣可W減少多個測針對風(fēng)的干擾進而±壤風(fēng)蝕，同時測量結(jié)果代 表了單位面積的風(fēng)蝕量。
[0015] 本實用新型所述±壤風(fēng)蝕測量裝置具有不需要電力驅(qū)動、測量精度高、便于攜帶、 安裝簡單和操作簡單等優(yōu)點。
[0016] 本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易于拆卸、使用方便、使用方便、便于放置和安裝攜 帶、測量方法科學(xué)合理、測量精度高和整個工具簡單實用。可W廣泛應(yīng)用于風(fēng)沙物理學(xué)、林 學(xué)、生態(tài)學(xué)和鐵路、公路、工礦等防沙治沙工程W及水±流失監(jiān)測中的風(fēng)蝕監(jiān)測方面的研究 及監(jiān)測工作，是風(fēng)蝕觀測必不可少的一種觀測儀器。
[0017] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可W做如下改進。
[0018] 進一步，所述橫向滑動尺沿長度方向設(shè)有橫向滑動尺凹槽；
[0019] 所述滑動連接件包括:滑動連接片、橫向滑動塊、連接螺絲和垂直測量尺卡槽；
[0020] 所述滑動連接片的一端卡在橫向滑動齒凹槽內(nèi)，所述滑動連接片的另一端通過連 接螺絲與橫向滑動塊固定，在滑動連接片與橫向滑動塊之間還設(shè)有垂直測量尺卡槽，
[0021] 垂直測量尺卡槽與滑動連接片或橫向滑動塊形成了用于放置垂直測量尺的通孔； 垂直測量尺穿過該通孔并沿豎直方向移動;連接螺絲的螺紋部分穿過滑動連接片，用于固 定滑動連接片，連接螺絲的無螺紋部分穿過橫向滑動塊，用于控制滑動連接片與橫向滑動 塊之間的通孔的大小。
[0022] 采用上述進一步方案的有益效果是：
[0023] 通過滑動連接件各部分的合理設(shè)置，可W方便調(diào)整垂直測量尺沿橫向滑動尺的長 度方向的位置W及方便調(diào)整垂直測量尺在垂直方向的位置。
[0024] 滑動連接片呈倒梯形結(jié)構(gòu)，內(nèi)大外小結(jié)構(gòu)使得滑動連接片在橫向滑動尺凹槽內(nèi)自 由滑動而不脫落。
[0025] 通過連接螺絲的設(shè)置可W方便調(diào)整滑動連接片和橫向滑動連接塊之間的孔隙，保 證具有一定預(yù)留空間可W供垂直測量尺卡槽及垂直測量尺通過。
[00%]垂直測量尺卡槽呈弓形結(jié)構(gòu)，保證垂直測量尺卡槽與橫向滑動塊留有一定距離， 該距離與垂直測量尺厚度一致，保證垂直測量尺在垂直測量尺卡槽內(nèi)自由上下移動。
[0027] 進一步，所述橫向滑動塊上有一個開口觀測窗，開口觀測窗設(shè)有兩個指針，分別用 于指示垂直測量尺和橫向滑動尺的刻度。
[0028] 采用上述進一步方案的有益效果是：
[0029] 橫向滑動塊設(shè)置的開口觀測窗可W方便使用者讀取垂直測量尺和橫向滑動尺的 刻度。
[0030] 進一步，所述垂直測量尺的中屯、位置留有一條沿垂直方向設(shè)置的細(xì)縫，方便橫向 滑動塊的開口觀測窗設(shè)有的指針通過細(xì)縫讀取橫向滑動尺的刻度。
[0031] 采用上述進一步方案的有益效果是：如果沒有細(xì)縫，垂直測量尺會遮擋橫向滑動 尺的刻度，通過細(xì)縫的設(shè)置，方便橫向滑動塊的開口觀測窗的指針通過細(xì)縫讀取橫向滑動 尺的刻度。
[0032] 進一步，所述縱向滑動塊包括:固定部和與固定部固定連接的滑動部，固定部位于 滑動部的上方；
[0033] 固定部沿橫向滑動尺的長度方向設(shè)置，橫向滑動尺的端部從固定部內(nèi)部的通孔中 穿過;滑動部沿縱向設(shè)置并可沿方形測量框的縱向的邊的長度方向移動，方形測量框的縱 向的邊從滑動部的內(nèi)部的通孔中穿過；
[0034] 在滑動部的表面上設(shè)有用于指示縱向測量尺的刻度的指針。
[00巧]采用上述進一步方案的有益效果是：
[0036] 固定部用于固定橫向滑動尺，滑動部的設(shè)置方便在縱向方向的調(diào)節(jié);使用時，只需 要調(diào)整滑動部，即可W帶動橫向滑動尺沿縱向調(diào)節(jié);通過指針的設(shè)置方便使用者讀取在縱 向方向的坐標(biāo)。
[0037] 進一步，所述滑動部與方形測量框的縱向的邊接觸的面和/或固定部與橫向滑動 尺接觸的表面設(shè)有滑動框防磨墊層。
[0038] 采用上述進一步方案的有益效果是:防止滑動部滑動過程將帶刻度的測量框的刻 度磨損。
[0039] 進一步，所述方形測量框包括第一邊、第二邊、第=邊和第四邊，所述第一邊、第二 邊、第=邊和第四邊依次通過連接頭首尾相連形成方形;所述第一邊和/或第=邊為縱向測 量尺;所述連接頭的結(jié)構(gòu)為內(nèi)部中空的L型結(jié)構(gòu)，L型結(jié)構(gòu)的兩端分別與方形測量框的相鄰 的兩邊連接，所述L型結(jié)構(gòu)的底部設(shè)有用于安裝萬向球螺桿的通孔，萬向球螺桿的球狀部分 位于L型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，萬向球螺桿的桿狀部分從通孔伸出用于與測針的頂部可拆卸地安裝， 所述測針設(shè)有四個。
[0040] 采用上述進一步方案的有益效果是：
[0041] 通過L型結(jié)構(gòu)方便的連接第一邊、第二邊、第=邊和第四邊，組成方形測量框；同 時，也方便連接方形測量框與測針。
[0042] 測針與測量框可W分離，一個測量區(qū)的多個觀測點僅需設(shè)置測針部分，測量時僅 用一個測量框測量進行各觀測點測量，在測量結(jié)束后測針支柱留在風(fēng)蝕監(jiān)測區(qū)域，用于下 次測量，保證測量精度。
[0043] 本實用新型所述的±壤風(fēng)蝕測量裝置，可W根據(jù)地形設(shè)置在不同位置，通過連接 頭處的萬向球螺桿可W360度調(diào)節(jié)方向，保證測針沿重屯、豎直與坡面形成一定角度后，仍然 可使測量框安裝在測針上。方便調(diào)節(jié)方向角度，觀測不同地形條件的風(fēng)蝕量。
[0044] 進一步，所述測針上還套設(shè)有測針防沉降盤，所述測針防沉降盤通過固定螺絲與 測針的桿體固定連接。
[0045] 采用上述進一步方案的有益效果是：
[0046] 使用時，測針一半入±，一半在地面W上，有測針防沉降盤，可W避免測針由于測 量框及自身的重量下沉造成風(fēng)蝕測量數(shù)據(jù)的誤差，從而保證儀器的測量精度。在風(fēng)蝕監(jiān)測 期內(nèi)，測針不移動，一個風(fēng)蝕測量裝置可W配有多套風(fēng)蝕測針。
[0047] 進一步，所述方形測量框為正方形。
[0048] 采用上述進一步方案的有益效果是:滿足監(jiān)測過程中的使用需要。
[0049] 本實用新型還提供一種利用上述±壤風(fēng)蝕測量裝置進行±壤風(fēng)蝕測量方法，包括 W下步驟：
[0050] 1)在觀察區(qū)域內(nèi)根據(jù)研究或者試驗的目的選擇多個觀測點；
[0051] 2)將上述±壤風(fēng)蝕測量裝置布設(shè)于待測定區(qū)域的每一個觀測點；其中每一觀測 點，僅需布設(shè)測針，其余測部分整個試驗僅需一套即可，在每個觀測點可W與測針簡單分離 后去測量剩余的觀測點；
[0052] 3)在每一個觀測點，分別等間距的沿縱向移動橫向滑動尺，并沿橫向等間距地移 動垂直測量尺，利用垂直測量尺監(jiān)測不同測量點的垂直高度Zij,其中i和j分別代表橫向移 動次數(shù)和縱向移動次數(shù)或坐標(biāo)點序號，并用矩陣的方式進行記錄；
[0053] 初始測量結(jié)果的矩陣為A，
[0化4]
[0055] 不同的觀測點進行上重復(fù)測量，分別記錄對應(yīng)點的觀測值；
[0056] 第二次測量時，重復(fù)初始測量時的操作，第二次測量的結(jié)果的矩陣記為B;利用E = B-A進行元素求平均值，即為風(fēng)蝕厚度Zmean，單位為cm或m ;
[0057] 根據(jù)公式M Wind erosion= 丫 X ZmeanX S進行計算，其中，M Wind erosion為一段時間或一 場風(fēng)的S面積內(nèi)的風(fēng)蝕量，單位為t或g; 丫為±壤容重g/cm3或kg/m3; S為待測定區(qū)域的面積， 單位為cm2或m2?？蒞根據(jù)侵蝕量M Wind 6^31。。，求取單位時間內(nèi)單位面積的±壤風(fēng)蝕量，即為 研究區(qū)的±壤侵蝕模數(shù)EM erosion modulus,計算公式為：
[0化引
[0059] -般根據(jù)侵蝕模數(shù)的概念單位可W換算為常用單位t/a . km2;其a表示年，t表示 噸;公式中T表示時間。
[0060] 本實用新型的有益效果是：
[0061] 本實用新型所述的±壤風(fēng)蝕測量方法操作簡單、精確度高。通過橫向滑動尺的滑 動，到達(dá)需要測定風(fēng)蝕的位置，記錄垂直測量尺數(shù)據(jù)，將整個測量框覆蓋區(qū)域按照等間距測 量的方法，全部測定完成，將兩個時間段的測量結(jié)果的對應(yīng)點相減，求取平均值，可W獲得 平均風(fēng)蝕厚度，之后利用公式進行計算可W求得測定區(qū)域的風(fēng)蝕量和風(fēng)蝕模數(shù)。風(fēng)蝕測量 裝置，通過滑動框刻度和橫向滑動尺刻度可W準(zhǔn)確定位，保證每次測量結(jié)果都是在同一位 置風(fēng)蝕量，保證測量精度。同時，測針支柱在風(fēng)蝕監(jiān)測期內(nèi)，保留在測量區(qū)域不移動。風(fēng)蝕測 量裝置在風(fēng)蝕觀測時，在1平米面積內(nèi)等間距測量多個測量點，求取多次測量結(jié)果的平均平 均值，計算風(fēng)蝕厚度和風(fēng)蝕量，結(jié)果更科學(xué)合理。相比測針方法，更加準(zhǔn)確、科學(xué)。結(jié)果能代 表單位面積的風(fēng)蝕厚度和風(fēng)蝕量。
【附圖說明】

[0062] 圖1為本實用新型所述±壤風(fēng)蝕測量裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063] 圖2包括圖2A和圖2B，分別為本實用新型所述第一邊、第二邊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064] 圖3為本實用新型所述連接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065] 圖4為本實用新型所述測針的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066] 圖5為本實用新型所述縱向滑動塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067] 圖6為本實用新型所述橫向滑動尺和垂直測量尺的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068] 圖7為本實用新型所述的滑動連接件的結(jié)構(gòu)示意圖，包括圖7A至圖7F。
[0069] 附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
[0070] 1、方形測量框，11、第一邊，12、第二邊，2、連接頭，21、測量框連接口，22、萬向球螺 桿，3、測針，31、測針防沉降盤，32、固定螺絲，4、縱向滑動塊，41、滑動部，42、固定部，43、滑 動塊固定螺絲，44、滑動框防磨墊層，5、橫向滑動尺，51、橫向滑動尺凹槽，52、橫向滑動塊， 53、滑動連接片，54、連接螺絲，55、垂直測量尺卡槽，56、緊固件，6、垂直測量尺，61、細(xì)縫。
【具體實施方式】
[0071] W下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0072] 如圖1-7所示，一種±壤風(fēng)蝕測量裝置，包括方形測量框1、安裝在方形測量框1的 底部的測針3、對應(yīng)設(shè)置的兩個縱向滑動塊4、垂直測量尺6W及可沿縱向移動的橫向滑動尺 5;所述垂直測量尺6與方形測量框1垂直。
[0073] 方形測量框1可W水平設(shè)置也可W傾斜設(shè)置，當(dāng)需要測量的區(qū)域有坡度就會發(fā)生 方形測量框1傾斜設(shè)置的情況。
[0074] 所述方形測量框1的位于縱向方向的邊至少有一邊為縱向測量尺;方形測量框1的 縱向方向的兩個邊分別安裝有可沿縱向移動的縱向滑動塊4,橫向滑動尺5與兩個縱向滑動 塊4的上部固定連接，并可隨縱向滑動塊4沿縱向移動；
[0075] 所述垂直測量尺6通過滑動連接件安裝在橫向滑動尺5上，所述垂直測量尺6與橫 向滑動尺5垂直，滑動連接件可沿橫向滑動尺5的長度方向移動從而帶動垂直測量尺6沿橫 向移動;所述滑動連接件在垂直方向設(shè)有通孔，所述垂直測量尺6穿過通孔并可在通孔內(nèi)沿 豎直方向移動。
[0076] 所述橫向滑動尺5沿長度方向設(shè)有橫向滑動尺凹槽51;
[0077] 所述滑動連接件包括:滑動連接片53、橫向滑動塊52、連接螺絲54和垂直測量尺卡 槽55;
[0078] 所述滑動連接片53的縱截面為倒梯形，所述滑動連接片53的一端卡在橫向滑動尺 凹槽51內(nèi)，所述滑動連接片53的一端通過連接螺絲54與橫向滑動塊52固定，同時還利用緊 固件56將連接螺絲54與橫向滑動塊52進一步固定，所述滑動連接片53的卡在橫向滑動尺凹 槽51內(nèi)的一端的高度大于與橫向滑動塊52固定一端的高度，在滑動連接片53與橫向滑動塊 52之間還設(shè)有垂直測量尺卡槽55。
[0079] 垂直測量尺卡槽55與滑動連接片53或橫向滑動塊52形成了用于放置垂直測量尺6 的通孔，該通孔即為放置垂直測量尺6的空間；垂直測量尺6穿過該空間并沿豎直方向移動； 連接螺絲54的螺紋部分穿過滑動連接片53,用于固定滑動連接片53,連接螺絲54的無螺紋 部分穿過橫向滑動塊52,用于控制滑動連接片53與橫向滑動塊52之間的空間的大小。
[0080] 所述橫向滑動塊52上有一個開口觀測窗，開口觀測窗設(shè)有兩個指針，分別用于指 示垂直測量尺6和橫向滑動尺5的刻度。
[0081 ]所述縱向滑動塊4包括：固定部42和與固定部42固定連接的滑動部41，固定部42位 于滑動部41的上方且固定部42與滑動部41垂直；
[0082] 固定部42沿橫向滑動尺5的長度方向設(shè)置，橫向滑動尺5的端部從固定部42內(nèi)部的 通孔中穿過，在位于橫向滑動尺5的側(cè)面的固定部42的開口處還設(shè)有滑動塊固定螺絲43,用 于增強固定效果;滑動部41沿縱向設(shè)置并可沿方形測量框1的縱向的邊的長度方向移動，方 形測量框1的縱向的邊從滑動部41的內(nèi)部的通孔中穿過；
[0083] 在滑動部41的表面上設(shè)有用于指示縱向測量尺的刻度的指針。
[0084] 所述滑動部41與方形測量框1的縱向的邊接觸的面和/或固定部42與橫向滑動尺5 接觸的表面設(shè)有滑動框防磨墊層44。
[0085] 所述方形測量框1包括第一邊11、第二邊12、第=邊和第四邊，所述第一邊、第二 邊、第=邊和第四邊依次通過連接頭2首尾相連形成方形;所述第一邊和/或第=邊為縱向 測量尺;所述連接頭2的結(jié)構(gòu)為內(nèi)部中空的L型結(jié)構(gòu)，L型結(jié)構(gòu)的兩端分別為測量框連接口 21，用于與方形測量框1的相鄰的兩邊連接，所述L型結(jié)構(gòu)的底部設(shè)有用于安裝萬向球螺桿 22的通孔，萬向球螺桿22的球狀部分位于L型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，萬向球螺桿22的桿狀部分從通孔 伸出用于與測針3的頂部可拆卸地安裝，所述測針3設(shè)有四個。
[0086] 所述垂直測量尺6的中屯、位置留有一條沿垂直方向設(shè)置的細(xì)縫61，方便橫向滑動 塊52的觀測窗口的指針，通過細(xì)分讀取橫向滑動尺5的刻度。
[0087] 所述測針3上還套設(shè)有測針防沉降盤31，在本實用新型的一個實施例中，所述測針 防沉降盤31包括圓環(huán)狀本體和圈狀連接部，圈狀連接部的底部與圓環(huán)狀本體的上表面一體 成型并且軸線在同一軸線上，圓環(huán)狀本體和圈狀連接部均套在測針3的桿體上，圈狀連接部 通過固定螺絲32與測針3的桿體固定連接。
[0088] 本實用新型中的"橫向"和"縱向"是指互相垂直的兩條邊，如果其中一條邊為"橫 向"，另一條邊則為"縱向"。附圖1-7中，僅示意了符合本實用新型方案的一種理解方式，如 果將附圖1-7中表示的橫向和縱向互相調(diào)換，也符合本實用新型的方案，也在本實用新型的 保護范圍內(nèi)。
[0089] 在實際應(yīng)用中，為方便使用者使用，方形測量框1通常為正方形。
[0090] 上述±壤風(fēng)蝕測量裝置進行±壤風(fēng)蝕測量方法，包括W下步驟：
[0091] 1)在觀察區(qū)域內(nèi)根據(jù)研究或者試驗的目的選擇多個測量點；
[0092] 2)將上述±壤風(fēng)蝕測量裝置布設(shè)于待測定區(qū)域的每一個觀測點；其中每一觀測 點，僅需布設(shè)測針及測針防沉降盤，其余測部分整個試驗僅需一套即可，在每個觀測點可W 通過萬向球螺桿22部分與測針簡單分離后去測量剩余的觀測點。
[0093] 3)在每一個觀測點，分別等間距的沿縱向移動橫向滑動尺，并沿橫向等間距地移 動垂直測量尺，利用垂直測量尺監(jiān)測不同測量點的垂直高度Zij,其中i和j分別代表橫向移 動次數(shù)和縱向移動次數(shù)或坐標(biāo)點序號，并用矩陣的方式進行記錄；
[0094] 初始測量結(jié)果的矩陣為A，
[0095]
[0096] 不同的觀測點進行上重復(fù)測量，分別記錄對應(yīng)點的觀測值。
[0097] 第二次測量時，重復(fù)初始測量時的操作，第二次測量的結(jié)果的矩陣記為B;利用E = B-A進行元素求平均值，即為風(fēng)蝕厚度Zmean，單位為cm或m ;
[009引 4)根據(jù)公式M Wind erosion= 丫 XZmeanX S進行計算，其中，M Wind erosion為一段時間或 一場風(fēng)的S面積內(nèi)的風(fēng)蝕量，單位為t或g; 丫為±壤容重g/cm3或kg/m3; S為待測定區(qū)域的面 積，單位為cm2或m2?？蒞根據(jù)侵蝕量Mwind erDsiDn，求取單位時間內(nèi)單位面積的±壤風(fēng)蝕量，即 為研究區(qū)的±壤侵蝕模數(shù)。
[0099]
，一般根據(jù)侵蝕模數(shù)的概念單位可W 換算為常用單位Va. km2;其a表示年，t表示噸;公式中T表示時間。
[0100] 下面通過具體的實施例來進行介紹。
[0101] 實施例1
[0102] -種±壤風(fēng)蝕測量裝置，包括水平設(shè)置的方形測量框1、四個測針3、兩個縱向滑動 塊4、垂直測量尺6W及橫向滑動尺5。四個測針3安裝于方形測量框1的拐角處。垂直測量尺6 W及橫向滑動尺5均設(shè)有刻度。橫向滑動尺5沿X軸方向設(shè)置，垂直測量尺的往Z軸方向設(shè)置。
[0103] 方形測量框1由第一邊11、第二邊12、第=邊和第四邊依次首尾相連形成的正方形 結(jié)構(gòu)，相鄰的邊通過連接頭2連接。其中，第一邊11和第=邊為縱向測量尺，并帶有刻度，沿Y 軸方向設(shè)置;第二邊12和第四邊不帶有刻度，沿X軸方向設(shè)置。
[0104] 連接頭2的數(shù)量為四個，分別位于方形測量框1的拐角處，用于連接方形測量框1相 連的兩個邊，與測針3形成為X、Y、Z =個方向垂直結(jié)構(gòu)。連接頭2的結(jié)構(gòu)為內(nèi)部中空的L型結(jié) 構(gòu)，L型結(jié)構(gòu)的兩端分別為測量框連接口 21，用于與方形測量框1的相鄰的兩邊連接，連接 時，可W通過連接件進行固定。每個L型結(jié)構(gòu)的底部均設(shè)有用于安裝萬向球螺桿22的通孔， 萬向球螺桿22的球狀部分位于L型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，萬向球螺桿22的桿狀部分從通孔伸出用于 與測針3的頂部可拆卸地安裝。
[0105] 測針3還套設(shè)有測針防沉降盤31，測針防沉降盤31包括圓環(huán)狀本體和圈狀連接部， 圈狀連接部的底部與圓環(huán)狀本體的上表面一體成型并且二者的軸線在同一直線上，圓環(huán)狀 本體和圈狀連接部均套在測針3的桿體上，圈狀連接部通過固定螺絲32與測針3的桿體固定 連接。使用時，測針3的一部分入±，一部分留在地表，測針防沉降盤31位于緊貼地表處。
[0106] 在第一邊和第=邊上分別安裝有縱向滑動塊4。縱向滑動塊4包括固定部42和與固 定部42固定連接的滑動部41，固定部42位于滑動部41的上方且固定部42與滑動部41垂直； 固定部42和滑動部41均為側(cè)面開口的凹形結(jié)構(gòu)。
[0107] 固定部42沿橫向滑動尺5的長度方向（即X軸方向）設(shè)置，橫向滑動尺5的端部從固 定部42內(nèi)部的通孔中穿過，在位于橫向滑動尺5的側(cè)面的固定部42的開口處還設(shè)有滑動塊 固定螺絲43,用于增強固定效果;滑動部41沿縱向設(shè)置并可沿方形測量框1的縱向的邊的長 度方向移動，從而帶動橫向滑動尺5沿該方向移動，方形測量框1的縱向的邊從滑動部41的 內(nèi)部的通孔中穿過;在滑動部41的表面上設(shè)有用于指示縱向測量尺的刻度的指針。所述滑 動部41與縱向測量尺接觸的表面設(shè)有滑動框防磨墊層44?；瑒硬?1沿Y軸滑動時，滑動框防 磨墊層44起潤滑作用，滑動框防磨墊層44的材質(zhì)為軟質(zhì)的，可W減少金屬相互劃傷的材質(zhì) 即可，保證刻度不被磨掉。固定部與橫向滑動尺接觸的表面也設(shè)有滑動框防磨墊層44,避免 磨損橫向滑動尺的刻度。
[0108] 通過縱向滑動塊4的設(shè)置，一方面利用固定部42將橫向滑動尺5固定，通過滑動部 41可W使橫向滑動尺5沿著Y軸方向移動，滑動部41的表面設(shè)有的指針指向方形測量框1上 的刻度，即為當(dāng)前Y方向坐標(biāo)值。
[0109] 橫向滑動尺5通過滑動連接件與垂直測量尺6連接。橫向滑動尺5沿X軸方向設(shè)有橫 向滑動尺凹槽51;
[0110] 所述滑動連接件包括滑動連接片53、橫向滑動塊52、連接螺絲54和垂直測量尺卡 槽55;
[0111] 橫向滑動尺凹槽51內(nèi)嵌有滑動連接片53;所述滑動連接片53的縱截面為倒梯形， 所述滑動連接片53的一端卡在橫向滑動尺凹槽51內(nèi)，所述滑動連接片53的另一端通過連接 螺絲54與橫向滑動塊52固定，同時還利用緊固件56將連接螺絲54與橫向滑動塊52進一步固 定，所述滑動連接片53的卡在橫向滑動尺凹槽51內(nèi)的一端的高度大于與橫向滑動塊52固定 一端的高度，在滑動連接片53與橫向滑動塊52之間還設(shè)有垂直測量尺卡槽55,垂直測量尺 卡槽55的橫截面為弓型結(jié)構(gòu)，
[0112] 垂直測量尺卡槽55與滑動連接片53或橫向滑動塊52形成了放置垂直測量尺6的空 間；垂直測量尺6穿過該空間并沿豎直方向移動；連接螺絲54的螺紋部分穿過滑動連接片 53，用于固定滑動連接片53，連接螺絲54的無螺紋部分穿過橫向滑動塊52，用于控制滑動連 接片53與橫向滑動塊52之間的空間的大小。
[0113] 所述垂直測量尺6的中屯、位置留有一條沿垂直方向設(shè)置的細(xì)縫61，方便滑動塊52 的觀測窗口的指針，通過細(xì)分讀取橫向滑動尺5的刻度。
[0114] 所述橫向滑動塊52上有一個開口觀測窗，開口觀測窗呈長方形，開口觀測窗設(shè)有 兩個指針，分別為垂直指針和水平指針，可W分別讀出X軸坐標(biāo)位置W及垂直測量尺顯示的 垂直局度Z;
[0115] 縱向測量尺、橫向滑動測量尺和垂直測量尺的所有帶刻度部分最小單位為毫米 (mm) O
[0116] 垂向測量尺通過橫向滑動塊安裝在橫向滑動尺上，通過橫向滑動塊在X軸方向移 動帶動垂向測量尺在X軸方向移動，通過橫向滑動塊上指針與橫向滑動尺刻度確定X方向坐 標(biāo);垂向測量尺可W沿Z軸方向移動，通過橫向滑動塊52的Z方向指針確定距地面高度。
[0117] 本實用新型可W根據(jù)測量的要求直接測量面域上任意一點(X，Y)的風(fēng)蝕區(qū)高度Z (單位為cm),即垂直測量尺測出的底面距方形測量框的高度，通過兩次測量結(jié)果獲得風(fēng)蝕 高度AZ，進一步獲得S面積上的風(fēng)蝕量Mwind ernsicm= 丫 X AZXS;其中，S是X和Y相乘的結(jié) 果，在本次試驗中，數(shù)值為1平方米，用于觀測1平方米內(nèi)的風(fēng)蝕量。
[0118] 測量框帶有刻度，按照刻度等間距Yl方向移動，固定在某一刻度后，然后等間距移 動橫向測量尺到XI，兩次等間距可W-致，讀取垂向測量尺Zl，記錄結(jié)果(XI，Y1，Z1)，繼續(xù) 移動橫向測量尺到X2，讀取垂向測量尺Zl，記錄結(jié)果(X2，Yl，Z2)，一直到沿X軸方向結(jié)束;然 后移動縱向滑動塊到Y(jié)2,重復(fù)上述步驟，直到整個面S全部測量完畢；下次測量都按照Y方向 和X方向移動距離與上一次一致，保證2次測量點為同一點，保證測量精度。
[0119] 具體地，如圖1和圖2所示，方形測量框1呈方形，邊長為110cm，方形測量框1的測量 范圍O-lOOcm。垂直滑動尺5通過橫向滑動尺凹槽51與橫向滑動塊52配合作用沿著凹槽軌道 運行，然后通過滑動連接片53配合連接螺絲54將橫向滑動塊52和滑動連接片53固定。橫向 滑動塊52與滑動連接片53之間的距離可W通過連接螺絲54的無螺紋部分控制，間距保證可 W將垂直測量尺卡槽55通過連接螺絲54安裝在滑動連接片53上，將垂直測量尺6插入垂直 測量尺卡槽55中。通過縱向滑動塊4的固定部42將橫向滑動尺5利用螺絲通過滑動塊固定螺 絲43固定在縱向滑動塊4上。測針3用鍵擊入±，地上部分保持在測針防沉降盤31位置，通過 固定螺絲32將測針防沉降盤31固定在測針3上。測針3頂部配合插入連接頭2的萬向球螺桿 中。
[0120] 該±壤風(fēng)蝕測量裝置的具體使用方法為：
[0121] 根據(jù)測定區(qū)域的地形W及植被覆蓋度等的差異，在不同坡度、坡向的位置布設(shè)風(fēng) 蝕測量裝置的觀測點，每個觀測點布置四根測針，保持測針上的沉降盤的位置與地面接觸， 布設(shè)完成后形成正方向的，四根測針的水平距離保持在110cm。
[0122] 每一個風(fēng)蝕觀測點，可W觀測1平方米內(nèi)的風(fēng)蝕變化量。根據(jù)觀測的精度和觀測的 工作量均衡的原則，選擇在1平方米平面內(nèi)測量點之間的距離。一般的野外風(fēng)蝕觀測，IOcm 間距觀測一個即可滿足要求。
[0123] 如圖1所示，選定第一邊和第二邊的交點為坐標(biāo)原點(0,0)，沿Y軸移動縱向滑動塊 至（1〇,〇)位置，向X軸一側(cè)移動橫向滑動塊到達(dá)(10,10)位置處，測量其垂直高度記為Zii,沿 X軸方向移動橫向滑動塊，每隔IOcm,測量其垂直高度并記錄為Zi, j;直至到達(dá)（10,100)，并 記錄垂直高度Zl IQ直到第一行結(jié)束。
[0124] 沿Y軸移動縱向滑動塊，至(20,0)位置，然后移動橫向滑動塊至(20,10)位置，測量 其垂直高度Z2 1，繼續(xù)上面步驟，直至到達(dá)(20,100)，記錄垂直高度Z2 IQ直到第二行結(jié)束。
[0125] 依次類推，直到整個面積上風(fēng)蝕測量結(jié)束，將一次測量結(jié)果記錄成一個矩陣A，記 作：
[0126]
[0127] W第一次測試值作為初始值，然后進行第二測量并記錄成矩陣B，用矩陣B-A，對E = B-A進行元素求平均值Zmean,結(jié)果即為一次大風(fēng)或一段時間內(nèi)該面積S上的平均風(fēng)蝕厚 度，利用環(huán)刀獲取研究區(qū)的±壤容重T，通過下面公式
[01 28] M Wind erosion二 y X Zmean X S
[0129] 獲得一段時間或一場風(fēng)的風(fēng)蝕量Mwind 6^。31。。，根據(jù)測量頻次和測量目的不同風(fēng)蝕 量的單位t或g。丫為±壤容重g/cm3或kg/m3;S為待測定區(qū)域的面積，單位為cm 2或m2?？蒞根 據(jù)侵蝕量Mwind WDSiDn，求取單位時間內(nèi)單位面積的±壤風(fēng)蝕量，即為研究區(qū)的±壤侵蝕模
數(shù)。
[0130]
[0131 ] -般根據(jù)侵蝕模數(shù)的概念單位可W換算為常用單位t/a . km2;其a表示年，t表示 噸。公式中T表示時間。
[0132] 不同坡面、坡向上多個位置的風(fēng)蝕觀測，能更好的代表整個研究區(qū)的風(fēng)蝕量。
[0133] 使用該風(fēng)蝕測量裝置，計算結(jié)果直接有效的推廣到一個單位面積上的風(fēng)蝕厚度或 者風(fēng)蝕量。比單個風(fēng)蝕測針的測量結(jié)果更具有代表性和科學(xué)性。
[0134] W上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用W限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，包括方形測量框（1)、安裝在方形測量框（1)的 底部的測釬(3)、對應(yīng)設(shè)置的兩個縱向滑動塊(4)、垂直測量尺(6)以及橫向滑動尺(5); 所述方形測量框（1)位于縱向方向的邊至少有一邊為縱向測量尺;方形測量框（1)的縱 向方向的兩個邊分別安裝有可沿縱向移動的縱向滑動塊(4)，橫向滑動尺(5)與兩個縱向滑 動塊(4)的上部固定連接，并可隨縱向滑動塊(4)沿縱向移動； 所述垂直測量尺(6)通過滑動連接件安裝在橫向滑動尺(5)上，所述垂直測量尺(6)與 橫向滑動尺(5)垂直，滑動連接件可沿橫向滑動尺(5)的長度方向移動從而帶動垂直測量尺 (6)沿橫向移動;所述滑動連接件在豎直方向設(shè)有通孔，所述垂直測量尺(6)穿過通孔并可 在通孔內(nèi)沿豎直方向移動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述橫向滑動尺(5)沿長 度方向設(shè)有橫向滑動尺凹槽(51); 所述滑動連接件包括:滑動連接片(53)、橫向滑動塊(52)、連接螺絲(54)和垂直測量尺 卡槽(55); 所述滑動連接片(53)的一端卡在橫向滑動尺凹槽(51)內(nèi)，所述滑動連接片(53)的另一 端通過連接螺絲(54)與橫向滑動塊(52)固定，在滑動連接片(53)與橫向滑動塊(52)之間還 設(shè)有垂直測量尺卡槽(55)， 垂直測量尺卡槽(55)與滑動連接片（53)或橫向滑動塊(52)形成了放置垂直測量尺(6) 的通孔;垂直測量尺(6)穿過該通孔并沿豎直方向移動;連接螺絲(54)的螺紋部分穿過滑動 連接片(53)，用于固定滑動連接片(53)，連接螺絲(54)的無螺紋部分穿過橫向滑動塊(52)， 用于控制滑動連接片(53)與橫向滑動塊(52)之間的通孔的大小。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述橫向滑動塊(52)上有 一個開口觀測窗，開口觀測窗設(shè)有兩個指針，分別用于指示垂直測量尺(6)和橫向滑動尺 (5)的刻度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述垂直測量尺(6)的中 心位置留有一條沿垂直方向設(shè)置的細(xì)縫(61)，方便橫向滑動塊(52)的開口觀測窗設(shè)有的指 針通過細(xì)縫(61)讀取橫向滑動尺(5)的刻度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述縱向滑動塊(4)包括： 固定部(42)和與固定部(42)固定連接的滑動部(41)，固定部(42)位于滑動部(41)的上方； 固定部(42)沿橫向滑動尺(5)的長度方向設(shè)置，橫向滑動尺(5)的端部從固定部(42)內(nèi) 部的通孔中穿過;滑動部(41)沿縱向設(shè)置并可沿方形測量框（1)的縱向的邊的長度方向移 動，方形測量框(1)的縱向的邊從滑動部(41)的內(nèi)部的通孔中穿過； 在滑動部(41)的表面上設(shè)有用于指示縱向測量尺的刻度的指針。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述滑動部(41)與方形測 量框(1)的縱向的邊接觸的面和/或固定部(42)與橫向滑動尺(5)接觸的表面設(shè)有滑動框防 磨墊層(44)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述方形測量框（1)包括 第一邊（11 )、第二邊（12 )、第三邊和第四邊，所述第一邊、第二邊、第三邊和第四邊依次通過 連接頭(2)首尾相連形成方形;所述第一邊和/或第三邊為縱向測量尺;所述連接頭(2)的結(jié) 構(gòu)為內(nèi)部中空的L型結(jié)構(gòu)，L型結(jié)構(gòu)的兩端分別與方形測量框（1)的相鄰的兩邊連接，所述L 型結(jié)構(gòu)的底部設(shè)有用于安裝萬向球螺桿(22)的通孔，萬向球螺桿(22)的球狀部分位于L型 結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，萬向球螺桿(22)的桿狀部分從通孔伸出并與測釬(3)的頂部可拆卸地安裝，所 述測釬(3)設(shè)有四個。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述測釬(3)上 還套設(shè)有測釬防沉降盤(31)，所述測釬防沉降盤(31)通過固定螺絲(32)與測釬(3)的桿體 固定連接。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述一種土壤風(fēng)蝕測量裝置，其特征在于，所述方形測量框 (1)為正方形。
【文檔編號】G01N17/00GK205719904SQ201620680936
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】李錦榮, 何京麗, 尹瑞平, 黨曉宏, 郭建英, 梁占岐, 劉靜
【申請人】水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所