[发明专利]风沙测量装置以及利用该风沙测量装置的风沙测量方法

权利要求书

1.一种风沙测量装置（100），其用于测量风沙跃移层中下降的沙粒随高度的分布，其特征在于，所述风沙测量装置（100）包括多个集沙腔（20），所述集沙腔（20）立设于沙床面（30）上并且上端具有开口（21），各所述开口（20）的中心在沙床面（30）上的垂向投影排列在一条直线（L-L）上，各所述集沙腔（20）的高度（H）不同，当使用所述风沙测量装置（100）时，各所述开口（21）平行于沙床面（30），各所述开口（21）沿风向的最大尺寸（DX）为沙粒平均粒径的1.5倍至3倍。

2.根据权利要求1所述的风沙测量装置（100），其特征在于，各所述集沙腔（20）的高度（H）呈等差数列。

3.根据权利要求1或2所述的风沙测量装置（100），其特征在于，相邻的两个集沙腔（20）之间的间隔（S）为所述集沙腔（20）沿排列方向的最大尺寸（D）的1倍至2倍。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的风沙测量装置（100），其特征在于，各所述集沙腔（20）的开口（21）的面积相同，所述集沙腔（20）的开口（21）的面积在2mm²至20mm²的范围。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的风沙测量装置（100），其特征在于，各所述开口（21）为矩形形状，当使用所述风沙测量装置（100）时，所述矩形的长边垂直于风向，所述矩形的短边平行于风向。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的风沙测量装置（100），其特征在于，所述集沙腔（20）的在所述开口（21）以下的部分的内部尺寸大于所述开口（21）的尺寸，所述集沙腔（20）呈现为自下而上渐缩的形状。

7.一种风沙测量方法，其利用根据权利要求1-6中任一项所述的风沙测量装置（100）来测量风沙跃移层中下降的沙粒随高度的分布规律，其特征在于，所述风沙测量方法包括如下步骤：

i.布置所述风沙测量装置（100），保证所述集沙腔（20）的开口（21）与沙床面（30）平行；

ii.保证风向平行于沙床面（30）并且垂直于各所述开口（21）的中心垂向投影所在的直线（L-L），将所述风沙测量装置（100）置于风场内一定的时间；

iii.测量各所述集沙腔（20）中收集的沙粒的质量，并计算收集到的沙粒的质量与各所述集沙腔（20）的开口（21）的面积的比值作为单位面积质量；

iv.汇总对应于各所述集沙腔（20）的单位面积质量，拟合得到风沙跃移层中下降的沙粒随高度z的分布函数G（x₀，z），其中x₀是各所述开口（21）的中心垂向投影所在的直线（L-L）沿风向的位置坐标。

8.根据权利要求7所述的风沙测量方法，其特征在于，各所述集沙腔（20）的开口（21）的面积相同，在步骤iv中通过汇总各所述集沙腔（20）中收集到的沙粒的质量来获得风沙跃移层中下降的沙粒随高度的分布规律。