[发明专利]小型野外风力测定试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于野外水土流失及土地沙化等相关测试技术领域，涉及小型野外风力测定试验装置及方法。

背景技术

近年来，越来越多的专家学者开展了土地退化、沙化和水土流失等相关领域的试验研究，水土流失灾害的原位测试试验也遇到场地的困扰。在此类研究中对风力的掌握是评价风蚀对土壤运移的基础条件，也是开展原位测试中的关键技术问题。针对野外天然边坡，准确测试不同地区在不同季节的地面风力大小，评价区域土壤颗粒的流失情况，是研究风蚀作用的重要指标，也是有待进一步解决的问题之一。

经查阅大量文献资料及市场调查表明，目前国内外有关风蚀作用的测试系统相对较多，而大部分试验均为室内模拟试验，部分试验装置也主要针对风向、风速及地表土壤颗粒迁移特征等进行风蚀试验，但是风蚀试验的前提在于必须掌握风力、吹蚀方向等。根据目前掌握的资料，风蚀作用较强的地区多分布在干旱、半干旱气候条件恶劣的地区，其地形条件复杂多变，更重要的是大部分地区为侵蚀山区，因缺乏电源等对测试风蚀带来一定影响。此外，风蚀作用的强弱主要取决于风力大小，在野外各种复杂地形条件下开展风力大小的测试工作，需要采用便携式测试装置，而现有的测试装置因野外种种原因不能满足试验要求，这也是设计该测试装置的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于提供小型野外风力测定试验装置及方法，根据野外天然边坡、土壤退化区开展风力侵蚀试验的实际情况，综合考虑其影响试验结果的各项因素，尤其是测试单位面积的风力冲击大小，为达到既方便携带和试验、保证试验结果真实性与准确性的目的，针对高寒草甸退化区风力侵蚀特征评价方面做了进一步的探讨，发现高寒地区草地出现严重退化的成因分析需要因地制宜的设计风力的测试试验，随时随地观测风力大小、风的方向与草地退化区土壤侵蚀的关系，需要对天然坡地开展原位风力测试试验。如果借助一种便携的野外风力测定试验装置，可以有效掌握不同时间、不同地区天然风力大小对土壤侵蚀的力学作用，也避免了人工模拟试验等带来的误差，从而使试验结果更加符合实际。

其具体技术方案为：

小型野外风力测定试验装置，包括数显测力计1、挡风板2、固定架3、支撑杆4、底座5、锚钉6、固定螺丝7、制动螺杆8；所述数显测力计1通过固定螺丝7固定于固定架3内，所述数显测力计1前端设有挡风板2，所述固定架3下端设有U形卡槽9，所述支撑杆4上端设有上端扁平状销头10，所述U形卡槽9和扁平状销头10之间通过制动螺杆8连接，所述支撑杆4下端与底座5通过螺纹连接，所述底座5的4个角设置锚钉6。

优选地，所述固定架3与支撑杆4之间的夹角为0～180度。

优选地，所述数显测力计1的测力量程为0～10kg，长度为15cm，宽度为8cm，高度为6cm，数显测力计1与固定架3的内径规格相匹配。

优选地，所述挡风板2的有效面积为30cm×30cm，厚度为0.5cm，重量不超过300g。

优选地，所述固定架3前端的凹槽侧壁宽度为2cm，下端U形卡槽9深度为5cm，宽度为1cm，螺孔直径为1cm，固定架3与支撑杆4上端扁状销头10相匹配。

优选地，所述支撑杆4的直径为3cm，总长度为200cm，下端螺丝头直径为1.5cm，螺丝头能螺入底座5。

优选地，所述底座5的总规格30cm×30cm，厚度2cm，底座5的螺孔直径为1.5cm，底座5的四个角的设有直径0.5cm的孔洞，锚钉6的长度为30～40cm。

小型野外风力测定试验方法，包括以下步骤：

步骤1、将数显测力计装入固定架内，用固定螺丝固定住；

步骤2、将挡风板固定在数显测力计前端；

步骤3、将固定架下端和支撑杆用U形卡槽、制动螺杆连接好；

步骤4、将支撑杆下端与底座采用螺纹链接；

步骤5、将整个装置放在待测地区的地面上(任何地形均可)；

步骤6、将底座的4个角用锚钉固定在地面上；

步骤7、调整挡风板的方向和测风的角度；

步骤8、记录风吹到挡风板后数显测力计的数据，即单位面积上的风力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)、本发明真空仓的使用为低温环境的实现提供了保证。装置采用G-M二级制冷机，抽真空采用机械粗抽泵和低温泵配合使用，可以达到10^-3Pa以下的真空度，从而避免了空气热传导和热对流对样品降温的影响，使样品温度可以到120K以下的低温要求，同时可以忽略空气对折射率测量的影响，提高了测量精度。