本發(fā)明屬于野外水土流失及土地沙化等相關(guān)測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

近年來，越來越多的專家學(xué)者開展了土地退化、沙化和水土流失等相關(guān)領(lǐng)域的試驗(yàn)研究，水土流失災(zāi)害的原位測試試驗(yàn)也遇到場地的困擾。在此類研究中對風(fēng)力的掌握是評(píng)價(jià)風(fēng)蝕對土壤運(yùn)移的基礎(chǔ)條件，也是開展原位測試中的關(guān)鍵技術(shù)問題。針對野外天然邊坡，準(zhǔn)確測試不同地區(qū)在不同季節(jié)的地面風(fēng)力大小，評(píng)價(jià)區(qū)域土壤顆粒的流失情況，是研究風(fēng)蝕作用的重要指標(biāo)，也是有待進(jìn)一步解決的問題之一。

經(jīng)查閱大量文獻(xiàn)資料及市場調(diào)查表明，目前國內(nèi)外有關(guān)風(fēng)蝕作用的測試系統(tǒng)相對較多，而大部分試驗(yàn)均為室內(nèi)模擬試驗(yàn)，部分試驗(yàn)裝置也主要針對風(fēng)向、風(fēng)速及地表土壤顆粒遷移特征等進(jìn)行風(fēng)蝕試驗(yàn)，但是風(fēng)蝕試驗(yàn)的前提在于必須掌握風(fēng)力、吹蝕方向等。根據(jù)目前掌握的資料，風(fēng)蝕作用較強(qiáng)的地區(qū)多分布在干旱、半干旱氣候條件惡劣的地區(qū)，其地形條件復(fù)雜多變，更重要的是大部分地區(qū)為侵蝕山區(qū)，因缺乏電源等對測試風(fēng)蝕帶來一定影響。此外，風(fēng)蝕作用的強(qiáng)弱主要取決于風(fēng)力大小，在野外各種復(fù)雜地形條件下開展風(fēng)力大小的測試工作，需要采用便攜式測試裝置，而現(xiàn)有的測試裝置因野外種種原因不能滿足試驗(yàn)要求，這也是設(shè)計(jì)該測試裝置的主要目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置及方法，根據(jù)野外天然邊坡、土壤退化區(qū)開展風(fēng)力侵蝕試驗(yàn)的實(shí)際情況，綜合考慮其影響試驗(yàn)結(jié)果的各項(xiàng)因素，尤其是測試單位面積的風(fēng)力沖擊大小，為達(dá)到既方便攜帶和試驗(yàn)、保證試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性與準(zhǔn)確性的目的，針對高寒草甸退化區(qū)風(fēng)力侵蝕特征評(píng)價(jià)方面做了進(jìn)一步的探討，發(fā)現(xiàn)高寒地區(qū)草地出現(xiàn)嚴(yán)重退化的成因分析需要因地制宜的設(shè)計(jì)風(fēng)力的測試試驗(yàn)，隨時(shí)隨地觀測風(fēng)力大小、風(fēng)的方向與草地退化區(qū)土壤侵蝕的關(guān)系，需要對天然坡地開展原位風(fēng)力測試試驗(yàn)。如果借助一種便攜的野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置，可以有效掌握不同時(shí)間、不同地區(qū)天然風(fēng)力大小對土壤侵蝕的力學(xué)作用，也避免了人工模擬試驗(yàn)等帶來的誤差，從而使試驗(yàn)結(jié)果更加符合實(shí)際。

其具體技術(shù)方案為：

小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置，包括數(shù)顯測力計(jì)1、擋風(fēng)板2、固定架3、支撐桿4、底座5、錨釘6、固定螺絲7、制動(dòng)螺桿8；所述數(shù)顯測力計(jì)1通過固定螺絲7固定于固定架3內(nèi)，所述數(shù)顯測力計(jì)1前端設(shè)有擋風(fēng)板2，所述固定架3下端設(shè)有U形卡槽9，所述支撐桿4上端設(shè)有上端扁平狀銷頭10，所述U形卡槽9和扁平狀銷頭10之間通過制動(dòng)螺桿8連接，所述支撐桿4下端與底座5通過螺紋連接，所述底座5的4個(gè)角設(shè)置錨釘6。

優(yōu)選地，所述固定架3與支撐桿4之間的夾角為0～180度。

優(yōu)選地，所述數(shù)顯測力計(jì)1的測力量程為0～10kg，長度為15cm，寬度為8cm，高度為6cm，數(shù)顯測力計(jì)1與固定架3的內(nèi)徑規(guī)格相匹配。

優(yōu)選地，所述擋風(fēng)板2的有效面積為30cm×30cm，厚度為0.5cm，重量不超過300g。

優(yōu)選地，所述固定架3前端的凹槽側(cè)壁寬度為2cm，下端U形卡槽9深度為5cm，寬度為1cm，螺孔直徑為1cm，固定架3與支撐桿4上端扁狀銷頭10相匹配。

優(yōu)選地，所述支撐桿4的直徑為3cm，總長度為200cm，下端螺絲頭直徑為1.5cm，螺絲頭能螺入底座5。

優(yōu)選地，所述底座5的總規(guī)格30cm×30cm，厚度2cm，底座5的螺孔直徑為1.5cm，底座5的四個(gè)角的設(shè)有直徑0.5cm的孔洞，錨釘6的長度為30～40cm。

小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟1、將數(shù)顯測力計(jì)裝入固定架內(nèi)，用固定螺絲固定?。?/p>

步驟2、將擋風(fēng)板固定在數(shù)顯測力計(jì)前端；

步驟3、將固定架下端和支撐桿用U形卡槽、制動(dòng)螺桿連接好；

步驟4、將支撐桿下端與底座采用螺紋鏈接；

步驟5、將整個(gè)裝置放在待測地區(qū)的地面上(任何地形均可)；

步驟6、將底座的4個(gè)角用錨釘固定在地面上；

步驟7、調(diào)整擋風(fēng)板的方向和測風(fēng)的角度；

步驟8、記錄風(fēng)吹到擋風(fēng)板后數(shù)顯測力計(jì)的數(shù)據(jù)，即單位面積上的風(fēng)力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)、本發(fā)明真空倉的使用為低溫環(huán)境的實(shí)現(xiàn)提供了保證。裝置采用G-M二級(jí)制冷機(jī)，抽真空采用機(jī)械粗抽泵和低溫泵配合使用，可以達(dá)到10^-3Pa以下的真空度，從而避免了空氣熱傳導(dǎo)和熱對流對樣品降溫的影響，使樣品溫度可以到120K以下的低溫要求，同時(shí)可以忽略空氣對折射率測量的影響，提高了測量精度。

(2)、由于本發(fā)明的裝置是基于最常用的垂直入射法的，原理簡單，操作方便，裝置所需部件簡單，是實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備，這樣就降低了設(shè)備成本，便于實(shí)現(xiàn)。

(3)、本發(fā)明所測得樣品棱鏡可以是紅外材料也可以是可見光波段的材料，應(yīng)用范圍廣。

(4)、本發(fā)明的裝置中沒有分光原件，可以極大提高紅外波段測量時(shí)紅外信號(hào)的衰減，提高了探測效率。

(5)、由于本發(fā)明采用真空低溫倉與電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)采取了絕熱的基墊連接，隔絕了樣品倉和電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的熱傳導(dǎo)，這樣做一方面可以保證樣品倉的低溫要求，另一方面避免了電控轉(zhuǎn)臺(tái)低溫下不能工作的情況發(fā)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置的固定架、支撐桿與底座連接的前視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置的支撐桿與底座的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置裝配在邊坡上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-數(shù)顯測力計(jì)，2-擋風(fēng)板，3-固定架，4-支撐桿，5-底座，6-錨釘，7-固定螺絲，8-制動(dòng)螺桿，9-U型卡槽，10-扁狀銷頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1所示，本發(fā)明的小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)裝置，包括數(shù)顯測力計(jì)1、擋風(fēng)板2、固定架3、支撐桿4、底座5、錨釘6、固定螺絲7、制動(dòng)螺桿8；

數(shù)顯測力計(jì)1前端鏈接擋風(fēng)板2，然后裝入固定架3內(nèi)，由固定螺絲7固定，固定架3下端U形卡槽9與支撐桿上端扁平狀銷頭10由制動(dòng)螺桿8鏈接，支撐桿4下端與底座5設(shè)置螺紋11鏈接，底座5的4個(gè)角設(shè)置錨釘6。

所述固定架3與支撐桿4之間的夾角可實(shí)現(xiàn)180度調(diào)節(jié)，可根據(jù)野外實(shí)際地形、天然風(fēng)向和測試方向隨意調(diào)節(jié)，以適用于復(fù)雜的邊坡地形。

所述數(shù)顯測力計(jì)1的測力量程為0～10kg，長度15cm，寬度8cm，高度6cm，與固定架3的內(nèi)徑規(guī)格相匹配，使數(shù)顯測力計(jì)1剛好能卡人固定架3內(nèi)。

所述擋風(fēng)板2有效面積為30cm×30cm，厚度為0.5cm，重量不超過300g，以便測力更穩(wěn)定。

所述固定架3前端為凹槽側(cè)壁寬度為2cm，下端U形卡槽9深度為5cm，寬度1cm，螺孔直徑1cm，與支撐桿4上端扁狀銷頭10相匹配，可用制動(dòng)螺桿8鏈接；

所述支撐桿4直徑為3cm，總長度200cm，下端螺絲頭直徑1.5cm，可螺入底座5。

所述底座5總規(guī)格30cm×30cm，厚度2cm，底座螺孔直徑1.5cm，4腳穩(wěn)定孔直徑0.5cm的孔洞，錨釘6長度為30～40cm。

小型野外風(fēng)力測定試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟1、將數(shù)顯測力計(jì)1裝入固定架3內(nèi)，用固定螺絲7固定?。?/p>

步驟2、將擋風(fēng)板2固定在數(shù)顯測力計(jì)1前端；

步驟3、將固定架3下端和支撐桿4用U形卡槽9、制動(dòng)螺桿8連接好；

步驟4、將支撐桿4下端與底座5采用螺紋鏈接；

步驟5、將整個(gè)裝置放在待測地區(qū)的地面上(任何地形均可)；

步驟6、將底座5的4個(gè)角用錨釘6固定在地面上；

步驟7、調(diào)整擋風(fēng)板2的方向和測風(fēng)的角度；

步驟8、記錄風(fēng)吹到擋風(fēng)板2后數(shù)顯測力計(jì)1的數(shù)據(jù)，即單位面積上的風(fēng)力。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。