[实用新型]一种收集、测量树干茎流量的装置

说明书

技术领域

本实用新型属水文科学领域，具体是指一种改进树干茎流量收集的装置。

背景技术

植被冠层将降水重新再分配为穿透雨、树干茎流和林冠截留，是森林生态系统水分传输的第一界面层。与穿透雨量相比，树干茎流占总降水量的比例较小，树干茎流作为植被冠层对降雨再分配，一方面，树干茎流可以直接对植物根部土壤水分形成补给，对荒漠地区灌木生长具有十分重要的意义；另一方面，不同的降雨条件（雨量、雨强等因素）和植株形态（冠幅、分枝、地径等）对树干茎流量的形成也会有较大影响。在研究过程中，单独以降雨量减去穿透水量来估算的截留量存在较大误差。树干茎流通常会被很多研究者忽略。但是，树干茎流能够改变降水的空间分布，这部分水分中包含的养分浓度数倍于大气降水和穿透雨，并且可以直达植物根系，便于植物的吸收和利用，使降水和养分集中于植物茎干附近，影响树干周围的土壤水分、养分含量的吸收及微生物的活动。在干旱区树干茎流对植被尤为重要。因此，开展树干茎流的相关研究具有重要的生态水文和生物地球化学意义。

目前关于树干茎流大部分的研究是在树干上距离地面一定高度（1-1.5m）的位置处架设茎干流收集器。茎干流收集器主要有两种形式：螺旋形（spiraltype）收集器及环形（collartype）收集器。螺旋形收集器是将茎干流从树干处导引至螺旋形凹槽，并沿着螺旋形凹槽底端流出。螺旋形收集器可能会遇到的问题是掉落至凹槽的枯落物会随着水流至底端的出口，造成出口被枯落物堵塞，或流入测量系统而影响数据的正确性。

发明内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种收集、测量树干茎流量的装置。利用该装置可定时自动测量树干茎流量，用自动、连续的树干茎流监测数据代替人工、离散的观测数据，增加监测工作频度和广度，提高监测的精度，以期获取更多的树干茎流数据。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种收集、测量树干茎流量的装置，主要是由树干、环状凹槽、导水管、电磁翻斗水量计、双层收集筒、单片机数据采集器、保温箱、储水筒组成。将聚氨酯塑料管半圆割掉呈一个凹槽，按30°的倾斜角度缠绕于树干上，用玻璃胶粘牢，其特征是在聚氨酯环状凹槽底部开凿一小洞与导水管一端的削面连接，导水管的另一端进入双层收集筒上层的电磁翻斗水量计，电磁翻斗水量计的电子触点连接单片机数据采集器，底部连通储水筒，单片机数据采集器置于保温箱内。

本实用新型的优点和产生的积极效果是：

1）本实用新型可定时自动测量不同林分树干茎流量。用自动、连续的树干茎流监测数据代替人工、离散的观测数据，将树干茎流进行收集、储存于储水瓶内，省去大量人工攀爬参与。

2）电磁翻斗水量计翻斗倾角为20°-25°蓄水稳定、重复性好；翻板可消震、减小翻斗回弹，设置翻板后仪器计量精度跃升一个等级，工作更可靠。

3）本实用新型结构简单，易于推广，可以定时测量记录存储树干茎流观测数据，为树干茎流研究提供可靠的科学数据。

附图说明

图1是本实用新型示意图。

具体实施方式

本实用新型采用的电磁翻斗水量计4为北京时域通科技有限公司合作研制的TDCR2，测量分辨率为0.1mm；数据采集核心控制部件为一个单片机，在单片机数据采集器6控制下协调工作，形成一套标准自动树干茎流收集测量系统。

下面结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明：

如图1所示，一种收集、测量树干茎流量的装置，主要是由树干1、环状凹槽2、导水管3、电磁翻斗水量计4、双层收集筒5、单片机数据采集器6、保温箱7、储水筒8组成。选择林分分布均匀的林区下垫面9，林冠枝叶结构能代表平均林冠的样木，将直径3cm聚氨酯塑料管半圆割掉呈一个凹槽2，按30°的倾斜角度缠绕于样木的树干1上，用玻璃胶粘牢。缠绕高度为树干基部1.5m。在聚氨酯环状凹槽底部开凿一小洞与导水管3一端长4cm，宽0.8cm削面连接，每圈2-4处，使树干茎流可顺削面导入导水管3内，导水管3又将收集到的树干径流导入双层收集筒5上层的电磁翻斗水量计4，电磁翻斗水量计4的电子触点连接单片机数据采集器6，底部连通储水筒8，单片机数据采集器6置于保温箱7内。

使用过程中，打开便携式笔记本电脑，利用USB口连接单片机数据采集器6，打开单片机数据采集器6自动收集和储存树干茎流数据，进入采集设置即可设置测量的频率，开启单片机数据采集器6让树干茎流自动测量收集装置开始工作，由单片机数据采集器6自动记录树干茎流量，点击数据下载即可下载树干茎流数据。

2010年6-10月，在祁连山中段托勒南山安装五套收集、测量树干茎流量的装置，对金露梅、高山柳、沙棘和鬼箭锦鸡儿灌丛树干茎流进行试验观测，金露梅、高山柳、沙棘和鬼箭锦鸡儿灌丛树干茎流率分别为3.4%、3.2%、8.0%和4.2%。