本發(fā)明涉及侵蝕監(jiān)測與分析，尤其是涉及一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置。

背景技術：

1、砒砂巖區(qū)作為黃河流域典型的生態(tài)極度脆弱區(qū)，是黃河粗泥沙的主要來源地，其水土流失問題一直備受關注。砒砂巖因其獨特的巖體結構和復雜的侵蝕機理，面臨著多相侵蝕復合作用的挑戰(zhàn)，包括降雨侵蝕、風力侵蝕和凍融侵蝕等多種動力因素。

2、現(xiàn)有技術中，侵蝕觀測手段多側重于單一侵蝕動力的監(jiān)測，如單獨測量水力侵蝕或風力侵蝕的影響，忽略了多動力之間的相互作用和疊加效應。例如，申請?zhí)枮?02211340720.3的發(fā)明專利公開了一種野外復合侵蝕定量剝離裝置及觀測方法，該裝置提供了一種原狀土體侵蝕量測量裝置，但是不能監(jiān)測土壤侵蝕的動態(tài)過程，且測量時誤差較大。

3、此外，現(xiàn)有的定量分析裝置在數(shù)據(jù)處理和模型建立方面存在局限性。由于砒砂巖侵蝕過程復雜，涉及多種因素的相互作用，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法難以準確捕捉這些因素的動態(tài)變化及其對侵蝕過程的貢獻率。例如，申請?zhí)枮?02010360177.8的發(fā)明專利公開了一種野外復合侵蝕觀測小區(qū)構造及其應用方法，該裝置提供了一種能夠定量剝離凍融侵蝕、風蝕、水蝕的觀測裝置，需要定期進行三維地形掃描來測定侵蝕量，可能存在圖像質量不佳、缺乏準確的姿態(tài)和位置信息、像素匹配和紋理丟失的問題，以及導航點和標志物缺失的困難。

4、因此，針對現(xiàn)有問題，結合水力、風力、凍融侵蝕規(guī)律及環(huán)境因素的影響等，亟需研發(fā)一種能夠綜合觀測多種侵蝕動力、實現(xiàn)復合侵蝕的剝離，并對其實行定量分析的裝置，以更準確地揭示砒砂巖侵蝕的機理與規(guī)律。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，確保設備在惡劣條件下穩(wěn)定運行，便于研究人員在野外快速安裝和移動觀測，解決了單一動力監(jiān)測不足、數(shù)據(jù)處理局限以及野外環(huán)境適應性差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，包括并排設置的第一徑流小區(qū)、第二徑流小區(qū)、第三徑流小區(qū)和第四徑流小區(qū)，所述第一徑流小區(qū)包括金屬外殼和設置于金屬外殼內部的稱量組件；

3、所述第二徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有遮雨蓋板；

4、所述第三徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有透明防風板；

5、所述第四徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有透水透氣層。

6、優(yōu)選的，所述第一徑流小區(qū)、所述第二徑流小區(qū)、所述第三徑流小區(qū)和所述第四徑流小區(qū)沿著監(jiān)測區(qū)主流風向的逆風向依次設置；

7、所述第一徑流小區(qū)與所述第二徑流小區(qū)之間、所述第二徑流小區(qū)與所述第三徑流小區(qū)之間、所述第三徑流小區(qū)與所述第四徑流小區(qū)之間的間距均不小于兩米。

8、優(yōu)選的，所述金屬外殼的上部中心設有缺口，所述缺口處設有托盤，所述托盤一側的中心位置設有集流槽，所述集流槽的一端與所述托盤固定連接，所述集流槽的另一端沿所述托盤邊緣向下延伸至所述金屬外殼的內部，所述集流槽的延伸端連接有集流桶。

9、優(yōu)選的，所述集流桶包括桶體和設置于桶體上方的桶蓋，所述桶體下方設置有排水閥門。

10、優(yōu)選的，所述稱量組件包括電子秤和電動伸縮支柱，所述電子秤位于所述托盤的正下方，所述電動伸縮支柱位于所述電子秤的下方，所述電動伸縮支柱與金屬底板之間用螺釘連接，所述電動伸縮支柱與所述電子秤之間用螺釘連接，所述電子秤與所述托盤之間用螺釘連接；

11、所述電動伸縮支柱連接有驅動組件，所述驅動組件電性連接有供電組件，所述電子秤電性連接有數(shù)據(jù)傳輸與控制組件。

12、優(yōu)選的，所述電動伸縮支柱伸開后的高度與所述電子秤的高度之和大于所述金屬外殼的高度，所述電動伸縮支柱未伸開時的高度與所述電子秤的高度之和略小于所述金屬外殼的高度。

13、優(yōu)選的，所述遮雨蓋板的四角通過支架與所述金屬外殼的四個頂點固定連接，所述遮雨蓋板為采光弧形面耐力板。

14、優(yōu)選的，所述透明防風板環(huán)繞所述金屬外殼的上部邊緣設置，所述透明防風板的高度為1.3~1.5米。

15、優(yōu)選的，所述遮雨蓋板和所述透明防風板均采用pc實心材料。

16、優(yōu)選的，所述透水透氣層設置于所述金屬外殼的上部邊緣和頂面，所述透水透氣層采用紡粘聚丙烯高分子聚合材料。

17、因此，本發(fā)明采用上述一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，有益效果如下：

18、（1）本發(fā)明將野外監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、指令控制等模塊集成，實現(xiàn)對砒砂巖的復合侵蝕特性進行分析，全程遠程無線操作，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及控制系統(tǒng)的操作均采用自動化操作，減少人力使用，提高生產效率，對多數(shù)布設方案、數(shù)據(jù)采集裝置類型以及侵蝕量計算原理有更強的適用性。

19、（2）本發(fā)明在不同觀測時段對復合侵蝕、水蝕分離、風蝕分離以及凍融侵蝕進行觀測，對其原狀土體分別進行稱重，獲得不同觀測時段的原狀土體重量變化過程，然后通過對比不同觀測時段重量數(shù)據(jù)，得到每個觀測時間段的原狀土體重量變化量，經過換算分別得到水蝕侵蝕量、風蝕侵蝕量和凍融侵蝕量，充分考慮了環(huán)境因素對風蝕量監(jiān)測與分析的影響，有效避免了因降水或空氣濕度過高而在風蝕量監(jiān)測時所產生的誤差，提高了監(jiān)測的精度，為土壤風力侵蝕規(guī)律的分析和總結提供了更加準確高效的方法。

20、（3）本發(fā)明實現(xiàn)對風蝕量的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)的傳輸，可以更好的分析土壤風力侵蝕的動態(tài)過程及規(guī)律。

21、（4）本發(fā)明加工過程相對簡單，可以一定程度上降低成本，操作流程相對簡單，可以提高裝置的使用效率。

22、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

技術特征：

1.一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：包括并排設置的第一徑流小區(qū)、第二徑流小區(qū)、第三徑流小區(qū)和第四徑流小區(qū)，所述第一徑流小區(qū)包括金屬外殼和設置于金屬外殼內部的稱量組件；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述第一徑流小區(qū)、所述第二徑流小區(qū)、所述第三徑流小區(qū)和所述第四徑流小區(qū)沿著監(jiān)測區(qū)主流風向的逆風向依次設置；

3.根據(jù)權利要求2所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述金屬外殼的上部中心設有缺口，所述缺口處設有托盤，所述托盤一側的中心位置設有集流槽，所述集流槽的一端與所述托盤固定連接，所述集流槽的另一端沿所述托盤邊緣向下延伸至所述金屬外殼的內部，所述集流槽的延伸端連接有集流桶。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述集流桶包括桶體和設置于桶體上方的桶蓋，所述桶體下方設置有排水閥門。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述稱量組件包括電子秤和電動伸縮支柱，所述電子秤位于所述托盤的正下方，所述電動伸縮支柱位于所述電子秤的下方，所述電動伸縮支柱與所述電子秤之間用螺釘連接；

6.根據(jù)權利要求5所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述電動伸縮支柱伸開后的高度與所述電子秤的高度之和大于所述金屬外殼的高度，所述電動伸縮支柱未伸開時的高度與所述電子秤的高度之和小于所述金屬外殼的高度。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述遮雨蓋板的四角通過支架與所述金屬外殼的四個頂點固定連接，所述遮雨蓋板為采光弧形面耐力板。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述透明防風板環(huán)繞所述金屬外殼的上部邊緣設置，所述透明防風板的高度為1.3~1.5米。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述遮雨蓋板和所述透明防風板均采用pc實心材料。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，其特征在于：所述透水透氣層設置于所述金屬外殼的上部邊緣和頂面，所述透水透氣層采用紡粘聚丙烯高分子聚合材料。

技術總結
本發(fā)明屬于侵蝕監(jiān)測與分析技術領域，具體公開了一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，包括并排設置的第一徑流小區(qū)、第二徑流小區(qū)、第三徑流小區(qū)和第四徑流小區(qū)，所述第一徑流小區(qū)包括金屬外殼和設置于金屬外殼內部的稱量組件；所述第二徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有遮雨蓋板；所述第三徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有透明防風板；所述第四徑流小區(qū)包括所述金屬外殼和所述稱量組件，所述金屬外殼的上方設有透水透氣層。本發(fā)明采用上述一種砒砂巖野外復合侵蝕觀測與定量分析裝置，解決了單一動力監(jiān)測不足、數(shù)據(jù)處理局限以及野外環(huán)境適應性差的問題。

技術研發(fā)人員：劉宇航,徐湘田,王繼偉,張夢晗,張隨,王永濤,范彩霞
受保護的技術使用者：內蒙古大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19