[发明专利]一种地表粗糙度的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种地表粗糙度测量装置以及用这种装置进行测量的方法。确 切讲本发明是一种用于测量路面、田地表面粗糙度的装置及测量方法。

背景技术

土壤表面的粗糙度是表征土壤水文特性和影响土壤性质的一个重要参数， 路面的粗糙度也是表征路面平整特性的重要参数。粗糙的土壤表面增大了土壤 表面积，可以蓄积部分降雨，减小风速，增加太阳的辐射面积，同时增加了土 壤的蒸发量，减少土壤剖面水分。凹凸不平的路面对交通也有很大的影响。

地表粗糙度的测定方法通常有非接触式和接触式两种测定方式。非接触式 测定方法是用激光扫描探测进行测量。这类测量方法所用的测量装置成本相对 较高。接触式测定方法是在测定时仪器与地表接触，接触式方法主要有测针法， 链条法和杆尺法。

测针法是用测针在地表进行多次测定，由下式计算出粗糙度：

R＝100 1g S         式1

式1中R(roughness)表示粗糙度，S表示各测定点高程值的标准差。

中国发明专利申请200810083194.0公开一种用测针法测量土壤表面粗糙度 的测量方法，其所用的装置是：在一个框架上固定有一个固定支点，框架上还 分别设置至少两个与固定测臂平行且可沿框架的上下边框运动的测针和可测量 测针高度变化的高度指示，在该专利申请的装置中还设置有水位计用于建立测 定点之间水平方向的相同参考点。该专利申请包括以下的步骤：1)用装置进行 测量测量；2)对测量数据的校正；3)计算。

链条法是美国人Ali Salch(1993)提出的，他认为当给定长度的链条(L₁) 置于地表时，由于地面的上下起伏，其水平长度会减小，计算链条长度的减小 值，再按式2得出衡量地面粗糙度的指数：

Cr=100*(1-L2L1)]]>式2

式2中Cr表示地面粗糙度指数，L₂为链条置于地面时的水平长度。

中国发明专利申请03114152.8公开一种土壤粗糙度的测量方法，这种方法 与链条法相类似。该专利申请包括以下的步骤：1)在目标土地内随机取样，随机 固定两点，两点间距离为L；2)在固定两点所在的直线上，用无弹性软绳紧贴土 壤的粗糙面放平，获取两点间软绳拉直的距离L′；3)依次类推测定每个样方；4) 根据测得的数据得出每个样方的土壤粗糙度Ci＝Li′L(i＝1、2、3...n)，然后得 出整片目标土地的土壤粗糙度。

杆尺法分别用20，30，40，50cm长的测杆，沿降雨径流方向置于地表，用 直尺测量地面凹地的中点到杆的垂直高差，其平均值即为粗糙度R_h：

Rh=1nΣi=1nHi]]>式3

现有技术中的接触法测量所用测量装置的成本较低，一般来讲其应用与实 际的测量也比较简单，但其测量值仍需要通过尺量得到。

发明内容

本发明提供一种可以测量应用中较现有技术更为方便，可直接得出测量值 函数的地表或路面粗糙度的装置。