[发明专利]一种野外条件下调控近地表降水量的系统

说明书

技术领域

本发明属于生态与气象环境调控领域，具体涉及一种野外条件下调控近地表降水量的系统。

背景技术

在全球变化背景下，未来区域降水模式会发生变化，即降水量增加或减少，这对生态系统具有潜在的影响。为研究降水量减少或增加对生态系统的影响，人们设计了一些调控近地表降水量的系统来模拟降水量增加或减少对生态系统的影响。然而，以往的调控近地表降水量增加或减少的系统具有降水量调控不准确、模拟降水量的水源与雨水不一致、土壤水分横向流动量过大等问题。因此，有必要研发并投入使用新型的降水量调控系统来解决这些问题。

以往关于地表降水量调控的专门系统或成套装备还相对较少，且已有的一些系统的效果不理想，本系统的研制及使用可较好地解决近地表降水量调控这一问题。在生态学、气象学、环境学、农学、林学等科研领域，有相当数量的科研工作者需要近地表降水量调控装置研究地表降水量增加或减少对地表生态系统过程的影响。本系统的投入使用可满足相关领域的科研装备需求。

发明目的

本发明的目的是提供一种野外条件下调控近地表降水量的系统，实现在无人值守情况下不同降水量增加或减少梯度的野外实时调控。

为了达到上述目的，本发明采取的技术手段为：

一种野外条件下调控近地表降水量的系统，在待调控降水量的地表下四周设置PVC隔离板，地表上设置框架1，在所述框架顶端安装中间切开的透明PVC管2，PVC管与地面的倾斜角为0~15°，在PVC管2两端放置降水收集容器3。

所述PVC管2上设置若干孔4，相邻的孔之间间隔1~20cm。

所述孔4的直径为3mm。

所述PVC隔离板距离地表深度不小于1.5m。

PVC管距地面1.5 m。倾斜设置的PVC管的坡底处距地面1.5 m。

安装到框架上的PVC管数量取决于设置的降水量增加和减少量。按PVC管覆盖地面面积的百分比来控制地表降水量的大小。

野外条件下调控近地表降水量的系统示例：在野外设置面积为2.5 m × 2.5 m的试验小区，各小区间隔5 m，在各个小区四周设置1.5 m深的PVC隔离板，尽量避免不同小区的土壤水分互相干扰。

实现降水量增加的设计示例：如附图1所示，在紧靠需降水量增加处理的小区上方设置框架，以直径5 cm的不锈钢钢筋制成框架，框架上端为四根不锈钢钢筋焊接呈的矩形，矩形四角为插入土中的四根不锈钢钢筋，四根不锈钢钢筋与矩形焊接起来。取直径2 cm的PVC管，把中间切开PVC管按15度倾角固定PVC管于框架上，坡度指向降水量增加小区，并保证安装的PVC管垂直投影到地面面积为2.5 m × 2.5 m，同时在需降水量增加处理的小区上方设置框架，PVC管水平固定于框架上，将倾斜固定的PVC管与水平固定的PVC管无缝连接。在水平固定的PVC管上打若干3 mm的孔，在靠近降水收集管的一端每隔20 cm打一个孔，距降水收集管越远，孔与孔间隔越小，在最远端每隔1 cm打一个孔，这样，可将临近垂直投影地面2.5 m × 2.5 m区域内的自然降水收集并滴灌到降水量增加小区内，并尽量保证雨水均匀。PVC管之间的间距可根据所要调节的地表降水量设定，若要调节地表降水量所占正常降水量的比例越低，则PVC管之间的间距越小（即PVC管越密集，具体间距在1~20cm内等距递减）。

实现降水量减少的设计示例：如附图2所示，在待调控降水量的地表上设置框架，在所述框架顶端安装中间切开的透明PVC管，PVC管水平放置，在PVC管两端放置降水收集容器，降水收集容器形状为矩形，四周及底面均为PVC材质，上方开口以接收降水。该降水收集容器可防止从PVC管流下的雨水渗入小区中。

有益效果

（1）本发明可实现在无人值守情况下不同降水量增加或减少梯度的野外实时调控。

（2）本发明中降水量增加的来源为自然大气降水，无任何人为添加水源，可真实模拟实际降水成分。

（3）本发明的材料来源相对简单，经济成本较低，便于大量装备使用。

（4）本发明的系统中包含了土壤水分横向运移的阻断装置，可实现针对目标试验小区的水分调控。

　附图说明

图1. 模拟降水量增加的野外试验装置示意图 

图2. 模拟降水量减少的野外试验装置示意图，其中：1-不锈钢框架，2-PVC管，3-降水收集容器。

具体实施方式