CN100554922C - 雾水收集器及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态工程技术领域。设计了一种适用于野外环境下采集雾水样品的雾水收集器。该雾水收集装置主要由雨水挡拦盖、两层雾水吸收网、雾水汇集皿、连接柄和支脚共同组成。它具有较高的雾水收集效率,并能有效去除野外环境下垂直降水和水分蒸发对雾水收集的影响,为今后开展有关雾水的科研活动提供了简便高效的实验装置。
Description
一、技术领域
本发明属于生态工程技术领域,涉及一种制造雾水收集器的简便方法。
二、背景技术
雾,作为一种重要的水平降水,在生态系统,尤其是海滨生态系统和山地生态系统的水分输入中具有独特的地位,影响着生态系统的水分循环、营养输入、植物种间关系和物种多样性。此外,在某些严重干旱地区,如我国西北部、南美西部等地,由于雨水稀少,雾水是一种重要的水资源,可用于缓解甚至消除当地水荒。
然而,长期以来人类对雾的认识停留在肤浅的层次,以致雾水又被称为“隐性降水”(occult precipitation)。20世纪末,国外对雾的研究开始重视,并从1998年至今召开了两届国际雾学术研讨会,从不同的角度展开了对雾的广泛研究;如不同地区雾的成因,雾的物理化学性质,涉及雾的水文学过程,雾对生物多样性、生态系统结构和功能的影响,人类如何利用雾这一重要水资源等。
目前,我国学术界对雾的研究尚未展开,在雾的生态学意义和水资源意义等领域的研究几乎是空白。而欲开展此方面研究,必须解决野外条件下雾水样品的采集问题。国内现有的极少数涉及雾的研究,其采样方法仅仅是露天放置器皿以承接雾水,没有考虑到野外环境下雨水对采样的干扰,也不能满足实验中避免水分蒸发的要求,同时采集效率也较低;而国外现有雾水采集仪器又存在造价昂贵的问题。如何设置一种高效和廉价的雾水采集装置,是国内开展此方面研究的先决条件。
三、发明内容
本发明的目的是:
利用常见材料,设计一种适合于野外条件下收集雾水的雾水收集装置。它具有较高的雾水收集效率,并能有效去除野外环境下垂直降水和水分蒸发对雾水收集的影响,为今后开展有关雾水的科研活动提供了廉价而高效的实验手段。
本发明的方案是:
本发明用于野外条件下收集雾水。
该雾水收集器主要由雨水挡拦盖、两层雾水吸收网、雾水汇集皿、连接柄和支脚组成。
雨水挡拦盖为厚0.3厘米的铁皮所制,呈伞盖状,伞盖底面直径130厘米,高25厘米。伞盖加漆以防止野外环境下生锈。此部分用于挡拦雨水,从而削弱雨水对雾水收集的影响,雨水挡拦盖的内表面有鱼钩状吊钩内外两圈,每圈的3个吊钩以等间距排列,内外圈吊钩距盖中心分别为6厘米和9厘米,分别用于悬挂内外两层雾水吸收网,两层网间相隔3厘米。挡拦盖内面中央处焊有用于连接挡拦盖和连接柄的连接头,由高5厘米、直径3厘米的圆形螺纹底座,底座下粗2厘米、长2厘米的光滑部分和底座上长6厘米,粗1.5厘米的光滑无螺纹套接头焊接而成,见图1、图2。
雾水吸收网为两层尼龙网所制,用于吸收雾水。网眼大小在0.5毫米×0.5毫米-1毫米×1毫米之间。外网上下两端距离为60厘米,内网为80厘米。每层网上下两端分别缝绕在两个粗0.5厘米的不锈钢圈上,其中外层网所用钢圈直径为18厘米,内层网所用钢圈直径为12厘米;上端钢圈用于将网悬挂在雨水挡拦盖内面吊钩上,下端钢圈用于使网下端固定而不随风飘动,避免了网随风飘动从而甩出网上所粘雾水,并有汇集网上雾水的作用。为提高雾水吸收效率,在外层网上剪出数条较大开口,以利雾水能飘进内层并为内网所吸收。两层网制好后,悬挂于雨水挡拦盖内面吊钩上。当雾水接触到两层网后将为网所拦截,并汇集流入雾水汇集皿,见图3。
雾水汇集皿用于汇集被吸收到的雾水,为圆锥形不锈钢容器,皿壁厚0.3厘米,皿口直径20厘米,高30厘米。皿口有宽0.8厘米、厚0.3厘米的突出外缘,其上以等间距焊有三个螺丝口用于连接雾水收集器的三根支脚,螺丝口孔径0.3厘米。在皿的近底部中央,跟雨水挡拦盖的内面中央处一样,有用于连接挡拦盖和连接柄的连接头,除底座下光滑部分长7厘米外,其他部分规格与雨水挡拦盖上连接头相同;连接头通过三块厚度0.2厘米的楔形铁皮与皿壁焊接。皿底有一内径0.8厘米的开口,其上套以粗橡皮管,雾水由此流向样品收集瓶;收集瓶中预先加入少量矿物油以最大限度地降低雾水蒸发,见图4。
雾水汇集皿与雨水挡拦盖通过一根连接柄相连。连接柄为长60厘米、粗2厘米的铁杆。铁杆在两端各有内径1.5厘米、长6厘米中空部分,中空部分无螺纹;杆端有厚0.2厘米,宽0.5厘米的突出边缘;其后套有厚0.2厘米固定用铁套一个,铁套内侧面为螺纹,长5厘米,内径3厘米,其靠近杆端一端全开口,另一端开口为2.2厘米内径,这样的设计可保证其无法从杆上脱落。安装时,将连接柄端部中空部分套在套接杆上,旋转固定用铁套使其与圆形底座铆接,即可将连接柄雨水挡拦盖和雾水汇集皿紧密连接,见图5。
支脚用于支撑整个装置。共三根支脚,每根长150厘米,粗1厘米,涂漆。支脚上端有螺纹,与雾水汇集皿以45°角接合于雾水汇集皿口边缘的螺口。支脚下端尖,以利在不平地段能插入泥土固定装置,见图1。
以上各部件大小与规格,可因具体实验地点不同略加调整。
本发明的效果在于:
按该方法构建的雾水收集器,适合于在野外有雾的开阔迎风地带收集雾水。它不仅有较高的雾水收集效率,还能有效避免垂直降水和蒸发对雾水样品采集的影响,同时造价低廉,为今后有关雾水的研究提供了必要的实验装备。
四、附图说明
图1雾水收集器剖面图。a.雨水挡拦盖,b.雨水挡拦盖内面吊钩,c.内层不锈钢圈,d.外层尼龙网,e.内层尼龙网,f.固定用铁套,g.连接柄端突出边缘,h.连接头的套接头,i.连接柄,j.雾水汇集皿口外缘螺丝口,k.外层不锈钢圈,l.连接头螺纹底座,m.雾水汇集皿,n.焊接用楔形铁皮,o.支脚,p.连接头光滑部分,q.橡皮管;测量单位:厘米。
图2雨水挡拦盖内面。b.雨水挡拦盖内面吊钩,c.内层不锈钢圈,k.外层不锈钢圈,l.连接头螺纹底座;测量单位:厘米。
图3雾水吸收网。c.内层不锈钢圈,d.外层尼龙网,e.内层尼龙网,k.外层不锈钢圈;测量单位:厘米。
图4雾水汇集皿。h.连接头的套接头,j.雾水汇集皿口外缘螺丝口,l.连接头螺纹底座,n.焊接用楔形铁皮,p.连接头光滑部分,r.雾水汇集皿突出边缘,s.雾水汇集皿下端开口;测量单位:厘米。
图5连接柄、雨水挡拦盖和雾水汇集皿。a.雨水挡拦盖,f.固定用铁套,g.连接柄端突出边缘,h.连接头的套接头,i.连接柄,l.连接头螺纹底座,p.连接头光滑部分,m.雾水汇集皿;
五、具体实施方式
该装置已在四川卧龙自然保护区巴郎山高山草甸海拔3720米的三个样地上投入了使用,并且收雾效果良好;于2005年8月,将一台装置置于高山草甸开阔迎风地带,每次下雾皆能收集到雾水;实验期间共12天有雾,收集到雾水样品12个,样品量在20-70毫升间。其具体使用步骤如下:
第一步,按前述说明对仪器加以组装。选择网眼大小在0.5毫米×0.5毫米-1毫米×1毫米间的尼龙网。
第二步,实地考察,选择较佳位置安放仪器。以迎风、开阔地带为佳。
第三步,放置样品收集瓶,如有必要,在瓶中放入少量矿物油以降低水分蒸发。
第四步,雾停后取走装有雾水的样品收集瓶,并换上新瓶,继续后续采集。
Claims (2)
1.一种雾水收集装置,其特征在于该装置具有底面直径130厘米、高25厘米的伞状雨水挡拦盖,挡拦盖内面有相距3厘米的两圈等间距排列的吊钩,内外圈吊钩距盖中心分别为6厘米和9厘米;雨水挡拦盖下悬挂有双层尼龙雾水吸收网,其中外层尼龙网上下端距离为60厘米,内网为80厘米,外层网上留有大的开口,两层网上下两端分别缝绕在两个粗0.5厘米的不锈钢圈上,其中外层网所用钢圈直径为18厘米,内层网所用钢圈直径为12厘米,上端两个钢圈又分别悬挂在雨水挡拦盖内面两圈吊钩上;雾水吸收网所吸收样品通过壁厚0.3厘米、皿口直径20厘米、高30厘米的雾水汇集皿流入装有矿物油的样品收集瓶;雨水挡拦盖和雾水汇集皿通过长60厘米、粗2厘米的连接柄连接,连接柄上下端分别有内径1.5厘米、长6厘米的无螺纹中空部分,杆端有厚0.2厘米、宽0.5厘米的突出边缘,突出边缘之后套接有长5厘米、厚0.2厘米、内径3厘米、内侧面为螺纹、靠近杆端的一端全开口、另一端为2.2厘米内径开口的固定用铁套,连接柄两端分别与雨水挡拦盖和雾水汇集皿上焊接的连接头铆接;挡拦盖内面中央处焊有用于连接挡拦盖和连接柄的连接头,由高5厘米、直径3厘米的圆形螺纹底座,底座下粗2厘米、长2厘米的光滑部分和底座上长6厘米,粗1.5厘米的光滑无螺纹套接头焊接而成;在皿的近底部中央,跟雨水挡拦盖的内面中央处一样,有用于连接挡拦盖和连接柄的连接头,除底座下光滑部分长7厘米外,其他部分规格与雨水挡拦盖上连接头相同;连接头通过三块厚度0.2厘米的楔形铁皮与皿壁焊接;三根长150厘米、粗1厘米、末端尖的支脚与雾水汇集皿宽0.8厘米、厚0.3厘米的突出边缘以45°角接合,支撑起整个装置。
2.根据权利要求1所述装置的应用方法,其特征在于该仪器适合在野外有雾的开阔迎风地带收集雾水,并能有效降低水分蒸发和雨水对样品采集的影响;使用尼龙网分层吸收雾水,并在外网上留出大的开口使雾水能飘进内网,进一步提高了雾水吸收效率。
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