CN110186719A - 集沙方法和集沙装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤风蚀领域，提供了一种集沙方法和集沙装置。该方法包括以下步骤：选取风沙采集点，并在风沙采集点挖设采集坑；将集沙容器放入采集坑，并使集沙容器的敞口不低于采集坑；在集沙容器内插入阻沙板、以将集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格；其中，所有的集沙格互不连通，阻沙板的高度与集沙高度相适应；开始集沙并计时，集沙完成后记录集沙时间，并单独取出每个集沙格内采集的沙土。该装置包括集沙容器和阻沙板，集沙容器的顶部为敞口，阻沙板与集沙容器可拆卸连接。本发明操作便捷、应用范围广，可获得确定集沙方向和集沙高度的沙土，并且本发明通过采用不同规格的阻沙板就能采集不同集沙方向和集沙高度的沙土。

Description

集沙方法和集沙装置
技术领域
本发明涉及土壤风蚀领域，尤其涉及一种集沙方法和集沙装置。
背景技术
土壤风蚀是以风力为主的外营力作用于地面而引起尘土、沙的飞扬、跳跃和滚动的侵蚀过程，其实质是在风力作用下表层土壤中的细颗粒和营养物质的吹蚀、搬运与沉积的过程。土壤风蚀是侵蚀、塑造地球基本地貌的重要因素之一，也是引发干旱、半干旱地区及部分半湿润地区土地沙漠化的主要因素之一。
近年来，越来越多的专家学者开展了对风沙流启动机制、下垫面性质及土壤可蚀性等相关领域的研究，上述研究过程主要依赖于试验过程中收集的沙土。
目前，常见的集沙方法包括基于集沙仪的集沙方法和基于导电胶带的集沙方法。其中，基于集沙仪的集沙方法受到现有集沙仪的限制不仅确定不了集沙的方向，而且操作不便、集沙过程中集沙仪中的转轴等转动部件极易卡死。而基于导电胶带的集沙方法只能采集指定粒径范围内的沙土、应用范围窄。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
本发明的目的是提供一种集沙方法和集沙装置，以解决现有集沙方法无法确定集沙方向、操作不便、应用范围窄的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种集沙方法，该方法包括以下步骤：
选取风沙采集点，并在所述风沙采集点挖设采集坑；
将集沙容器放入所述采集坑，并使所述集沙容器的敞口不低于所述采集坑；
在所述集沙容器内插入阻沙板、以将所述集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格；其中，所有的所述集沙格互不连通，所述阻沙板的高度与集沙高度相适应；
开始集沙并计时，集沙完成后记录集沙时间，并单独取出每个所述集沙格内采集的沙土。
其中，所述集沙方法还包括以下步骤：根据所述集沙时间和所述集沙格内沙土的重量计算对应所述集沙方向上的风蚀速率。
其中，所述集沙容器的横截面形状为圆形，所述阻沙板将所述集沙容器的内部空间均分为多个所述集沙格。
其中，所述根据所述集沙时间和所述集沙格内沙土的重量计算对应所述集沙方向上的风蚀速率具体为：根据以下公式计算对应所述集沙方向上的所述风蚀速率v：
ΔT＝T2-T1 (2)；
其中，Wn表示所述集沙格中采集的沙土的重量；ΔT表示集沙时间；T1表示集沙起始时刻，T2表示集沙结束时刻；H表示所述阻沙板的高度；h表示所述集沙容器的高度与所述采集坑的深度之差；l表示所述采集坑的深度；d表示所述集沙格的迎风宽度；D表示所述集沙容器的内径；n表示所述集沙格的数量。
其中，所述选取风沙采集点具体为选取地势平坦且四周无遮挡的区域为风沙采集点。
其中，所述集沙方法还包括以下步骤：记录所述风沙采集点的坐标位置、每个所述集沙格对应的所述集沙方向以及所述阻沙板探出所述集沙容器的高度。
其中，所述采集坑的深度小于所述集沙容器的高度。
其中，所述集沙容器的外壁与所述采集坑的内壁之间的间隙小于5mm。
为实现上述目的，本发明还提供了一种集沙装置，该装置包括集沙容器和阻沙板，所述集沙容器的顶部为敞口，所述阻沙板可拆卸的插入所述集沙容器、用于将所述集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格。
其中，所述阻沙板包括多个竖隔板，所有所述竖隔板的一侧相互连接、另一侧分别向外延伸，相邻的两个竖隔板之间具有夹角。
本发明操作便捷、应用范围广，通过将集沙容器放入集沙坑，并采用阻沙板将集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格，就可在集沙过程中利用阻沙板将待研究风蚀区间在相应集沙方向的沙土拦截至对应的集沙格中。可见，本发明中可获得确定集沙方向和集沙高度的沙土，并且本发明通过采用不同规格的阻沙板就能采集不同集沙方向和集沙高度的沙土，进而便能实现不同集沙方向和集沙高度的风蚀变化规律的研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中集沙容器和阻沙板的安装示意图；
图2为本发明实施例1中集沙容器和阻沙板的俯视示意图；
图3为本发明实施例2中一种集沙装置的结构示意图；
图4为本发明实施例2中阻沙板的结构示意图。
附图标记：
1、集沙容器；1.1、集沙格；2、阻沙板；2.1、竖隔板。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供了一种集沙方法，该方法包括以下步骤：
选取风沙采集点，并在风沙采集点挖设采集坑；为了进一步提高试验结果的准确性，可选取地势平坦且四周无遮挡的区域作为风沙采集点。
将集沙容器1放入采集坑，并使集沙容器1的敞口不低于采集坑，也就是说，采集坑的深度不大于集沙容器1的高度。需要说明的是，为了避免在集沙试验开始前采集坑周围的沙土掉入集沙容器1，采集坑的深度优选小于集沙容器1的高度，也就是说，将集沙容器1放入采集坑后集沙容器1的上部能够露出采集坑，也即集沙容器1的敞口位于地表的上方。另外，为了避免集沙过程中集沙容器1发生晃动或倾斜，集沙容器1的外壁与采集坑的内壁之间的间隙小于5mm。
在集沙容器1内插入阻沙板2、以将集沙容器1的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格1.1；其中，所有的集沙格1.1互不连通，阻沙板2的高度与集沙高度相适应，也就是说，阻沙板2露出集沙容器1的高度等于或略大于集沙高度；其中，集沙高度是指待研究风蚀区间的高度，也就是说，阻沙板2用于阻挡待研究风蚀区间内流动的风沙，待研究风蚀区间的高度越高阻沙板2也越高。例如当需要采集三个方向的沙土时，选取相应规格的阻沙板2将集沙容器1的内部空间分隔为三个集沙格1.1，并使每个集沙格1.1朝向对应的集沙方向。
开始集沙并计时，假使此时风从北往南吹，表层土壤中卷起的沙土在阻沙板2的阻挡下便会落入朝向北方的集沙格1.1中；同理。其他集沙方向的集沙格1.1的集沙过程与上述过程类似，此处不再赘述；集沙完成后记录集沙时间，并单独取出每个集沙格1.1内采集的沙土。具体地：将集沙容器1从采集坑中取出，并清除附着在集沙容器1外壁上的沙土；将各个集沙格1.1内采集的沙土依次倒出称重。另外，为了便于后期分析统计，在上述过程中还可记录风沙采集点的坐标位置、每个集沙格1.1对应的集沙方向以及阻沙板2探出集沙容器1的高度。
根据集沙时间和集沙格1.1内沙土的重量计算对应集沙方向上的风蚀速率。具体地，当集沙容器1的横截面形状为圆形，阻沙板2将集沙容器1的内部空间均分为多个集沙格1.1时，根据以下公式计算对应集沙方向上的风蚀速率v：
ΔT＝T2-T1 (2)；
其中，Wn表示集沙格1.1中采集的沙土的重量；ΔT表示集沙时间；T1表示集沙起始时刻，T2表示集沙结束时刻；H表示阻沙板2的高度；h表示集沙容器1的高度与采集坑的深度之差；l表示采集坑的深度；d表示集沙格1.1的迎风宽度；D表示集沙容器1的内径；n表示集沙格1.1的数量。
可见，本实施例通过将集沙容器1放入集沙坑，并采用阻沙板2将集沙容器1的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格1.1，就可在集沙过程中利用阻沙板2将待研究风蚀区间在相应集沙方向的沙土拦截至对应的集沙格1.1中。可见，利用本实施例中的集沙方法可获得确定集沙方向和集沙高度的沙土。
需要说明的是，采用本实施例中的集沙方法采集的沙土除了可以用于计算风蚀速率以外，还可以用于计算分析沙土的粒级和数量。
实施例2
结合图3和图4所示，本实施例提供了一种集沙装置，该装置包括集沙容器1和阻沙板2，集沙容器1的顶部为敞口，阻沙板2可拆卸的插入集沙容器1、用于将集沙容器1的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格1.1。其中，阻沙板2包括多个竖隔板2.1，所有竖隔板2.1的一侧相互连接、另一侧分别向外延伸，相邻的两个竖隔板2.1之间具有夹角。以横截面为圆形的集沙容器1为例，当需要将该集沙容器1的内部空间均分为三个集沙格1.1时，可将具有三个竖隔板2.1的阻沙板2插入集沙容器1，其中相邻的两个竖隔板2.1之间的夹角为120°。
进一步地，为了避免阻沙板2在集沙过程中发生倾斜，集沙容器1的侧壁设有多个用于插设竖隔板2.1边缘竖导槽，多个竖导槽沿集沙容器1侧壁的周向间隔设置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集沙方法，其特征在于，包括以下步骤：
选取风沙采集点，并在所述风沙采集点挖设采集坑；
将集沙容器放入所述采集坑，并使所述集沙容器的敞口不低于所述采集坑；
在所述集沙容器内插入阻沙板、以将所述集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格；其中，所有的所述集沙格互不连通，所述阻沙板的高度与集沙高度相适应；
开始集沙并计时，集沙完成后记录集沙时间，并单独取出每个所述集沙格内采集的沙土。
2.根据权利要求1所述的集沙方法，其特征在于，所述集沙方法还包括以下步骤：根据所述集沙时间和所述集沙格内沙土的重量计算对应所述集沙方向上的风蚀速率。
3.根据权利要求2所述的集沙方法，其特征在于，所述集沙容器的横截面形状为圆形，所述阻沙板将所述集沙容器的内部空间均分为多个所述集沙格。
4.根据权利要求3所述的集沙方法，其特征在于，所述根据所述集沙时间和所述集沙格内沙土的重量计算对应所述集沙方向上的风蚀速率具体为：根据以下公式计算对应所述集沙方向上的所述风蚀速率v：
ΔT＝T2-T1 (2)；
其中，Wn表示所述集沙格中采集的沙土的重量；ΔT表示集沙时间；T1表示集沙起始时刻，T2表示集沙结束时刻；H表示所述阻沙板的高度；h表示所述集沙容器的高度与所述采集坑的深度之差；l表示所述采集坑的深度；d表示所述集沙格的迎风宽度；D表示所述集沙容器的内径；n表示所述集沙格的数量。
5.根据权利要求1至4任一项所述的集沙方法，其特征在于，所述选取风沙采集点具体为选取地势平坦且四周无遮挡的区域为风沙采集点。
6.根据权利要求1至4任一项所述的集沙方法，其特征在于，还包括以下步骤：记录所述风沙采集点的坐标位置、每个所述集沙格对应的所述集沙方向以及所述阻沙板探出所述集沙容器的高度。
7.根据权利要求1至4任一项所述的集沙方法，其特征在于，所述采集坑的深度小于所述集沙容器的高度。
8.根据权利要求1至4任一项所述的集沙方法，其特征在于，所述集沙容器的外壁与所述采集坑的内壁之间的间隙小于5mm。
9.一种集沙装置，其特征在于，包括集沙容器和阻沙板，所述集沙容器的顶部为敞口，所述阻沙板可拆卸的插入所述集沙容器、用于将所述集沙容器的内部空间分隔成多个与集沙方向一一对应的集沙格。
10.根据权利要求9所述的集沙装置，其特征在于，所述阻沙板包括多个竖隔板，所有所述竖隔板的一侧相互连接、另一侧分别向外延伸，相邻的两个竖隔板之间具有夹角。
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CLUZEL,D,等: "In search of gondwana heritage in the outer melanesian Arc:no pre-upper Eocene detrital zircons in viti levu rivers sands", 《AUSTRALIAN JOURNAL OF EARTH SCENCES》 *
崔雅臻 等: "自动连续称重式集沙仪设计及野外应用", 《中国沙漠》 *
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CN110186719B (zh) 2022-04-29

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