CN104977315B - 一种积雪融化速率测定仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种积雪融化速率测定仪，包括上部的积雪存放测量装置和下部的融雪集水测量装置，积雪存放测量装置包括内环嵌套环、外环嵌套环和整体嵌套环，内环嵌套环和外环嵌套环为同心圆设置，整体嵌套环设置在内环嵌套环和外环嵌套环的下方，整体嵌套环设有整体嵌套内环和整体嵌套外环，整体嵌套内环与内环嵌套环相对应，整体嵌套外环与外环嵌套环相对应，整体嵌套内环的底部设有内环底，整体嵌套外环的底部设有外环底；融雪集水测量装置包括外环底座和集水箱，集水箱内设有集水皿和称量装置，称量装置设于集水箱的底部中心，集水皿的底端设置在称量装置上，集水皿的顶端与所述整体嵌套内环相对应，外环底座的顶端与所述整体嵌套外环相对应。

Description

一种积雪融化速率测定仪

技术领域

本发明涉及积雪融化研究实验装置技术领域，具体涉及一种积雪融化速率测定仪。

背景技术

积雪的消融受积雪获得外界能量高低的影响，是一个复杂的过程，地形、坡度、坡向、地表植被类型、海拔高度以及融雪期降雨等也是影响积雪融化的重要因素。积雪融化速率测定仪是间接定量测量外界因素对积雪融化速度影响的一种测量设施，目前世界上与此相关的仪器并不多见。积雪厚度和重量的准确测量是确定积雪量及积雪融化速率的关键，传统方法为选择标准样地，通过测量雪深、雪重计算积雪密度和融化速率，但该种方法难以获取积雪融化的过程数据，且不能开展控制实验，另外受外界因素的影响，例如样地雪深的空间分布变化、风吹雪等，导致误差较大。

因此，需要提供一种积雪融化速率测定仪，为了提高融雪速率测量精度，减少人力投入，该融雪速率测定仪采用上部的积雪存放测量装置和下部的融雪集水测量装置，最大限度的维持实验进行的环境温度；积雪存放测量装置采用的嵌套式组装的设计理念可以根据初始积雪量及积雪融化程度随时调整高度，以减少对太阳辐射的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种积雪融化速率测定仪，该仪器结构简单并可对积雪融化过程的积雪厚度和融水出流量进行测量，从而可以根据观测值计算积雪密度和积雪融化速率。该发明填补了测量积雪融化速率仪器发明的历史空白，并且相关数据的测量与实际数据接近，结果准确。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种积雪融化速率测定仪，包括上部的积雪存放测量装置和下部的融雪集水测量装置，所述积雪存放测量装置包括内环嵌套环、外环嵌套环和整体嵌套环，所述内环嵌套环和外环嵌套环为同心圆设置，所述整体嵌套环设置在内环嵌套环和外环嵌套环的下方，所述整体嵌套环设有整体嵌套内环和整体嵌套外环，所述整体嵌套内环与内环嵌套环相对应，所述整体嵌套外环与外环嵌套环相对应，所述整体嵌套内环的底部设有内环底，所述整体嵌套外环的底部设有外环底；所述融雪集水测量装置包括外环底座和集水箱，所述集水箱内设有集水皿和称量装置，所述称量装置设于集水箱的底部中心，所述集水皿的底端设置在称量装置上，所述集水皿的顶端与所述整体嵌套内环相对应，所述集水皿为漏斗型，所述外环底座的顶端与所述整体嵌套外环相对应。

优选地，所述积雪存放测量装置包括若干个相同数量的外环嵌套环和内环嵌套环，所述外环嵌套环和内环嵌套环的底部均设有卡槽，若干个内环嵌套环从上到下依次连接，下方的内环嵌套环的顶端卡在上方的内环嵌套环的卡槽内；若干个外环嵌套环从上到下依次连接，下方的外环嵌套环的顶端卡在上方的外环嵌套环的卡槽内。从上到下依次连接的嵌套环设计可组装可拆卸，可以根据实验的初始积雪厚度和融化过程中厚度的变化随时调整嵌套环的数量，减少了对太阳辐射的阻挡。

优选地，所述整体嵌套内环和整体嵌套外环的底部均设有卡槽，所述集水皿的顶端卡在整体嵌套内环的卡槽内，所述外环底座的顶端卡在整体嵌套外环的卡槽内；所述整体嵌套内环的卡槽为倒“V”型卡槽，所述倒“V”型卡槽底端向内的一侧之间固定设置内环底；所述整体嵌套内环的倒“V”型卡槽底端向外的一侧与整体嵌套外环的卡槽之间固定设置外环底。集水皿的位置正好可以收集从整体嵌套内环内积雪融化后的出水，而整体嵌套外环内积雪融化后进入外环底座内。

优选地，所述整体嵌套环的整体嵌套内环和整体嵌套外环之间设有整体嵌套环固定支架。整体嵌套环固定支架可以将整体嵌套内环和整体嵌套外环固定在一起。

优选地，所述集水箱的外壁与外环底座的内壁之间设有集水箱支架。集水箱支架可以将集水箱固定在外环底座内。

优选地，所述外环底座的底部设有水流孔。整体嵌套外环内积雪融化后进入外环底座后经水流孔流出。

优选地，所述外环嵌套环和内环嵌套环的高度为6cm，所述整体嵌套内环和整体嵌套外环的顶端齐平，所述整体嵌套内环的高度为8cm，所述整体嵌套外环的高度为6cm。整体嵌套内环比整体嵌套外环底部高出2cm，所以整体嵌套内环的倒“V”型卡槽底端向内的一侧比向外的一侧长度长，这个的有益效果是更好的将整体嵌套内环内的积雪融水最大限度的汇集到集水皿中。

优选地，所述内环嵌套环、外环嵌套环和整体嵌套外环的卡槽为倒“V”型卡槽，所述倒“V”型卡槽的高度为1cm，角度为5度。

优选地，所述内环嵌套环和整体嵌套内环的内壁设有刻度，精度为1mm，所述外环嵌套环和外环底座的直径是200cm，所述内环嵌套环的直径是100cm，所述集水皿为漏斗型，集水皿顶部开口的直径是100cm，所述集水箱的直径是102cm。刻度精度为1mm的有益效果是以方便人工准确测量积雪融化深度。

优选地，所述内环底的为4.00mm的筛网，所述外环底为4.00cm的筛网。我们的实验目的是收集整体嵌套内环内的积雪融水，因此需要4.00mm的筛网进行精细的过滤，避免有未融化的雪片或杂物进入到集水皿，影响称量装置的称量结果。整体嵌套外环内的积雪融水不进行称量，仅是为了保证整体嵌套内环的积雪不受外界环境文图的干扰，因此不需称量，用4.00cm的筛网就足够了。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种积雪融化速率测定仪由于采用了以上技术方案，在内环嵌套环外加外环嵌套环，在内环和外环之间填充积雪，用于保证内环积雪不受外界环境温度的干扰，仅表面接受气温和太阳辐射，最大限度的保证了积雪融化的环境要求。同时，可组装拆卸的嵌套环，可以根据实验的初始积雪厚度和融化过程中的厚度随时调整嵌套环的数量，减少了对太阳辐射的阻挡。通过采集积雪融化厚度、自动称量积雪融化出水量等相关数据，能够准确计算积雪融化的速率。本装置造价低廉，操作方法简单，可在一定范围内推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的一种积雪融化速率测定仪的立体结构示意图。

图2示出本发明的一种积雪融化速率测定仪的剖视图。

图3示出本发明的一种积雪融化速率测定仪的内环嵌套环和外环嵌套环的结构示意图。

图4示出本发明的一种积雪融化速率测定仪的整体嵌套环结构示意图。

图中各标记如下：1积雪存放测量装置，11外环嵌套环，12内环嵌套环，13整体嵌套环，131整体嵌套内环，132内环底，133整体嵌套外环，134外环底，14整体嵌套环固定支架，2融雪集水测量装置，21外环底座，22集水箱，23集水箱支架，24集水皿，25称量装置，26水流孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1-图4所示，一种积雪融化速率测定仪，包括上部的积雪存放测量装置1和下部的融雪集水测量装置2。

所述积雪存放测量装置1包括内环嵌套环12、外环嵌套环11和整体嵌套环13，所述内环嵌套环12和外环嵌套环11为同心圆设置，所述整体嵌套环13设置在内环嵌套环12和外环嵌套环11的下方，所述整体嵌套环13设有整体嵌套内环131和整体嵌套外环133，所述整体嵌套内环131与内环嵌套环12相对应，所述整体嵌套外环133与外环嵌套环11相对应，所述整体嵌套内环131的底部设有内环底132，所述整体嵌套外环的底部设有外环底134。所述内环底132的为4.00mm的筛网，所述外环底134为4.00cm的筛网。所述整体嵌套环13的整体嵌套内环131和整体嵌套外环133之间设有整体嵌套环固定支架14。

所述融雪集水测量装置2包括外环底座21和集水箱22，所述集水箱22内设有集水皿24和称量装置25，所述称量装置25设于集水箱22的底部中心，所述集水皿24的底端设置在称量装置25上，所述集水皿24的顶端与所述整体嵌套内环131相对应，所述外环底座21的顶端与所述整体嵌套外环133相对应。

所述集水箱22的外壁与外环底座21的内壁之间设有集水箱支架23。

所述外环底座21的底部设有水流孔26。整体嵌套外环133内的积雪融水从水流孔26流出，不影响实验的进行。

更加优选地，所述积雪存放测量装置1包括19个外环嵌套环11和19个内环嵌套环12，所述外环嵌套环11和内环嵌套环12的高度为6cm。所述外环嵌套环11和内环嵌套环12的底部均设有倒“V”型卡槽，所述外环嵌套环11和内环嵌套环12的倒“V”型卡槽的高度为1cm，角度为5度。19个内环嵌套环12从上到下依次连接，下方的内环嵌套环12的顶端卡在上方的内环嵌套环12的倒“V”型卡槽内；19个外环嵌套环11从上到下依次连接，下方的外环嵌套环11的顶端卡在上方的外环嵌套环11的倒“V”型卡槽内。

所述整体嵌套内环131和整体嵌套外环133的底部均设有倒“V”型卡槽，所述集水皿24的顶端卡在整体嵌套内环131的倒“V”型卡槽内，所述外环底座21的顶端卡在整体嵌套外环133的倒“V”型卡槽内。所述整体嵌套内环131的倒“V”型卡槽底端向内的一侧之间固定设置内环底132；所述整体嵌套内环131的倒“V”型卡槽底端向外的一侧与整体嵌套外环133的倒“V”型卡槽底端向内的一侧之间固定设置外环底134。

所述整体嵌套内环131和整体嵌套外环133的顶端齐平，所述整体嵌套内环131的高度为8cm，所述整体嵌套外环133的高度为6cm，所述整体嵌套内环131的倒“V”型卡槽底端向内的一侧比向外的一侧长度长。

所述内环嵌套环12和整体嵌套内环131的内壁设有刻度，精度为1mm。通过这个刻度可以精确的读出积雪融化的深度。所述内环嵌套环12和整体嵌套内环131的材质是不锈钢，防止发生锈蚀的现象，延长该装置的使用寿命。

所述外环嵌套环11和外环底座21的直径是200cm，所述内环嵌套环12的直径是100cm，所述集水皿24为漏斗型，集水皿24顶部开口的直径是100cm，所述集水箱22的直径是102cm。

所述内环嵌套环12和集水皿24顶部开口的直径是100cm，所述集水箱22的直径是102cm。

该装置在使用时的组装流程为：试验时应先组装下部的融雪集水测量装置2，在组装上部的积雪存放测量装置1。首先应在外环底座21内填充适量积雪，然后将集水箱22固定在集水箱支架23上，再依次放置称量装置25和集水皿24，这样融雪集水测量装置2就组装完毕了。然后将整体嵌套环13的整体嵌套外环133的倒“V”型卡槽卡在外环底座21的顶端，此时整体嵌套内环的倒“V”型卡槽正好卡在集水皿24的顶端。再将其余的19个外环嵌套环11和19个内环嵌套环12依次嵌套(外环嵌套环11和内环嵌套环12的数量可以根据积雪的深度确定)，这样积雪存放测量装置1的组装就完成了。试验时在外环嵌套环11和内环嵌套环12内放置适量积雪，通过内环嵌套环12和整体嵌套内环131的内壁的刻度记录积雪融化的深度，通过称量装置25记录积雪融水的质量，计算得出积雪密度和积雪融化速率。当积雪开始融化后，可以将最上层的已经没有积雪的外环嵌套环11和内环嵌套环12取下，以防止最上层的外环嵌套环11和内环嵌套环12遮挡太阳光，影响实验的数据。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：包括上部的积雪存放测量装置(1)和下部的融雪集水测量装置(2)，所述积雪存放测量装置(1)包括内环嵌套环(12)、外环嵌套环(11)和整体嵌套环(13)，所述内环嵌套环(12)和外环嵌套环(11)为同心圆设置，所述整体嵌套环(13)设置在内环嵌套环(12)和外环嵌套环(11)的下方，所述整体嵌套环(13)设有整体嵌套内环(131)和整体嵌套外环(133)，所述整体嵌套内环(131)与内环嵌套环(12)相对应，所述整体嵌套外环(133)与外环嵌套环(11)相对应，所述整体嵌套内环(131)的底部设有内环底(132)，所述整体嵌套外环的底部设有外环底(134)；

所述融雪集水测量装置(2)包括外环底座(21)和集水箱(22)，所述集水箱(22)内设有集水皿(24)和称量装置(25)，所述称量装置(25)设于集水箱(22)的底部中心，所述集水皿(24)的底端设置在称量装置(25)上，所述集水皿(24)的顶端与所述整体嵌套内环(131)相对应，所述外环底座(21)的顶端与所述整体嵌套外环(133)相对应。

2.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述积雪存放测量装置(1)包括若干个相同数量的外环嵌套环(11)和内环嵌套环(12)，所述外环嵌套环(11)和内环嵌套环(12)的底部均设有卡槽，若干个内环嵌套环(12)从上到下依次连接，下方的内环嵌套环(12)的顶端卡在上方的内环嵌套环(12)的卡槽内；若干个外环嵌套环(11)从上到下依次连接，下方的外环嵌套环(11)的顶端卡在上方的外环嵌套环(11)的卡槽内。

3.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述整体嵌套内环(131)和整体嵌套外环(133)的底部均设有卡槽，所述集水皿(24)的顶端卡在整体嵌套内环(131)的卡槽内，所述外环底座(21)的顶端卡在整体嵌套外环(133)的卡槽内；

所述整体嵌套内环(131)的卡槽为倒“V”型卡槽，所述倒“V”型卡槽底端向内的一侧之间固定设置内环底(132)；所述整体嵌套内环(131)的倒“V”型卡槽底端向外的一侧与整体嵌套外环(133)的卡槽之间固定设置外环底(134)。

4.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述整体嵌套环(13)的整体嵌套内环(131)和整体嵌套外环(133)之间设有整体嵌套环固定支架(14)。

5.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述集水箱(22)的外壁与外环底座(21)的内壁之间设有集水箱支架(23)。

6.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述外环底座(21)的底部设有水流孔(26)。

7.根据权利要求2或3所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述外环嵌套环(11)和内环嵌套环(12)的高度为6cm，所述整体嵌套内环(131)和整体嵌套外环(133)的顶端齐平，所述整体嵌套内环(131)的高度为8cm，所述整体嵌套外环(133)的高度为6cm。

8.根据权利要求2或3所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述内环嵌套环(12)、外环嵌套环(11)和整体嵌套外环(133)的卡槽为倒“V”型卡槽，所述倒“V”型卡槽的高度为1cm，角度为5度。

9.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述内环嵌套环(12)和整体嵌套内环(131)的内壁设有刻度，精度为1mm，所述外环嵌套环(11)和外环底座(21)的直径是200cm，所述内环嵌套环(12)的直径是100cm，所述集水皿(24)为漏斗型，集水皿(24)顶部开口的直径是100cm，所述集水箱(22)的直径是102cm。

10.根据权利要求1所述的一种积雪融化速率测定仪，其特征在于：所述内环底(132)的为4.00mm的筛网，所述外环底(134)为4.00cm的筛网。