CN202770824U - 水陆两用温室气体排放测量通量箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，包括测量箱体；浮架，其可调节地固定在所述测量箱体外部，并且带有可调整的支撑脚；以及气样孔，其位于所述测量箱体顶部。在河流、水库等的水面测量时，浮架水平展开后能很好的帮助测量箱体稳定，能有效减小风浪和水体流速对测量结果的影响；在沼泽、农田等水深较浅，地形复杂或水文、气象条件变化较大的环境下的测量时，所述浮架通过调整支撑脚起到支撑的作用，可以将测量箱体很好的固定在特定位置，本实用新型通过带有可调整支撑脚的浮架以适用于陆地、浅水区和深水区等不同环境且所述通量箱结构简单、测量准确。

Description

水陆两用温室气体排放测量通量箱

技术领域

本实用新型涉及一种在河流、水库、湖泊、沼泽、农田等地的水面或土壤表面进行温室气体排放通量监测用装置，尤其适用于在静水状态下的水-气界面或固-气界面的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体通量的快捷测量。

背景技术

静态箱法是目前测量温室气体排放速率最常用的方法，其设计基本是以薄不锈钢圆桶作为箱体，箱体表面覆盖有锡箔纸，箱体内采用风扇混合被测试气体，测量时将圆桶箱体放置于目标区域上方。用于水面测量时常使用汽车内胎或者中间有洞的泡沫板帮助箱体浮在水面。这种箱体设计存在如下几个方面的不足：①大体积的浮箱在放入水面时会对所测点的水面产生较大的扰动，影响到界面的温室气体排放；②箱体较大时，箱内气体混合所需时间较长，混合不易均匀，因此取样的间隔时间较长③用风扇帮助箱内气体的混合时，风扇运行所产生的气流将在一定程度上对浮箱覆盖的水面形成干扰，导致温室气体排放通量测量的不准确性；④箱体较大，则其受到水面风力作用影响也较大，较高的箱体在风力作用下易发生摇摆，出现漏气等情况。

也有利用小箱体进行测量的，如CN201803929U公开了一种浮箱采用底面直径25cm，高20cm的塑料圆桶作为箱体，使用泡沫塑料板帮助漂浮，因为箱体较小不需要设置风扇。但是由于箱体过小则其质量减小，在波浪作用下不容易保持稳定，箱体外的轮胎或泡沫板对被测点周围的水面产生持续的干扰，且浮箱在风浪作用下容易发生漂移，测量结果的准确性将受到影响。

测量箱体的尺寸不统一，对于区域内既有水面又有土壤的温室气体排放测量是不利的，使用不同的设备测量，数据之间存在误差。且在固-气界面测量时，原有测量用箱体倒扣时破坏了被测表面上空气的自然湍流状态，箱子越高，箱内微边界层阻力越大，因此使用较矮的箱体较为合理。

实用新型内容

本实用新型提供一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，通过带有可调整支撑脚的浮架以适用于陆地、浅水区和深水区等不同环境，所述测量通量箱结构简单、测量准确。

本实用新型的技术解决方案是一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，测量箱体；

浮架，其可调节地固定在所述测量箱体外部，并且带有可调整的支撑脚；以及

气样孔，其位于所述测量箱体顶部。

作为优选：所述浮架包括位于所述测量箱体外部的空心圆环和转动连接在所述空心圆环上的至少三个支撑脚，所述浮架的空心圆环通过螺钉或螺栓可调节地固定在所述测量箱体外壁上。

作为优选：所述支撑脚包括转动连接在所述空心圆环上的空心杆和远离所述空心圆环位于所述空心杆末端的用于支撑的实心锥体。

作为优选：所述支撑脚为四个且等间距转动连接在所述空心圆环上。

作为优选：所述测量箱体外表面还设有一层反光层。

作为优选：所述反光层为锡箔。

作为优选：所述气样孔连接测量管线，所述测量管线通过气样孔与测量箱体连通。

作为优选：所述气样孔为两个，在与气样孔连接的测量管线之间接入一自动检测仪表。

作为优选：所述测量管线上设有三通阀。

作为优选：所述测量箱体上还设有用于固定测量箱体的固定绳。

本实用新型提供的水陆两用温室气体排放测量通量箱，具有以下优点：①测量箱体设计容积较小，测量箱体内不需装风扇，故不存在风扇对被测水面的温室气体通量的影响，测量箱体内气体易在短时间内混合均匀，每次气体取样的时间间隔较短；②小体积的测量箱体在放入水面时，对所测点的水面产生的扰动很小，由于不采用紧贴测量箱体的浮架，测量箱体轻微漂移时对所测点水面产生的扰动更小；③由于整体体积较小，其受到水面风力作用的影响也相对较小；④用于河流、水库等的水面测量时，浮架水平展开后能很好的帮助测量箱体稳定，能有效减小风浪和水体流速对测量结果的影响；⑤用于沼泽、农田等水深较浅，地形复杂或水文、气象条件变化较大的环境下的测量时，所述浮架通过调整支撑脚角度后起到支撑的作用，所述浮架支撑脚的实心锥体插入泥土，可以将测量箱体很好的固定在特定位置；⑥能满足河流、水库、湖泊、沼泽、农田等多种环境下的测量要求，避免了更换设备引起的数据误差；⑦测量箱体材料采用塑料制品及其外表面的反光层，具有良好的隔热性，可有效避免长时间测量下的测量箱体内外温差过大；⑧测量箱体上表面开设的两个气样孔可有效实现人工手动测量与自动监测的转换，使得人工手动监测与自动监测可在同一个箱体上实现。水陆两用温室气体排放测量通量箱能满足河流、水库、湖泊、沼泽、农田等多种环境下的测量要求，对风浪、水流等不利的水文、气象条件有较好的适应性，本实用新型通过带有可调整支撑脚的浮架以适用于陆地、浅水区和深水区等不同环境且所述通量箱结构简单、测量准确。

附图说明

图1为本实用新型采用监测仪表在深水面测量时的工作原理图。

图2为本实用新型水陆两用温室气体排放测量通量箱的俯视图。

图3为本实用新型水陆两用温室气体排放测量通量箱的浮架局部结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的技术解决方案是一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，包括：测量箱体1；浮架2，其可调节地固定在所述测量箱体1外部，并且带有可调整的支撑脚21；以及气样孔3，其位于所述测量箱体1顶部，所述测量箱体1为底面直径为25cm，高为20cm的塑料圆桶。

再如图3所示，所述浮架2包括位于所述测量箱体1外部的空心圆环21和转动连接在所述空心圆环21上的至少三个支撑脚22，其中所述浮架2的空心圆环21通过螺栓23固定在所述测量箱体1外壁上，还可以通过螺钉或其它本领域技术人员常用的手段将所述浮架可调节的固定在所述测量箱体1上，所述浮架2的高度可根据实际需要通过调节螺钉23来进行调节，由于不采用紧贴测量箱体1的浮架2，测量箱体1轻微漂移时对所测点水面产生的扰动小。优选地，所述空心圆环21的内径为35cm，外径为37cm，所述空心圆环21的材料可为塑料或其它本领域技术人员常用的材料。所述支撑脚22包括转动连接在所述空心圆环21上的空心杆221和远离所述空心圆环21位于所述空心杆221末端的用于支撑的实心锥体222，所述空心杆221的材料可为塑料，所述实心锥体222的表面粗糙。所述支撑脚22可为三个，也可以为四个且等间距转动连接在空心圆环21上，在本实施例中所述支撑脚22为四个。

所述测量箱体1外表面还设有一层反光层（图中未示）。所述反光层为锡箔，还可以为其它反光材料的涂层。

所述气样孔3连接测量管线4，所述测量管线4通过气样孔3与测量箱体1连通。所述气样孔3为两个，在与气样孔3连接的测量管线4之间接入一自动检测仪表5。所述测量管线4上设有三通阀，一路用于自动检测和另一路用于手动检测。

所述测量箱体1上还设有用于固定测量箱体1的固定绳（图中未示），在深水区域用所述固定绳将所述测量箱体1固定在监测船舶上。

下面详细说明所述水陆两用温室气体排放测量通量箱用于水-气界面的温室气体排放通量测量时的工作原理：

即测量箱体1漂浮在深水面上进行监测，该方法的具体操作步骤是：首先将两测量管线4一端分别密闭连接至两气样孔3使得测量管线4与测量箱体1相通；将两测量管线4的另一端分别与自动检测仪表5的进气端口、出气端口密闭连接；将浮架2固定在测量箱体1下部距底面5cm高处，四个支撑脚22调整到水平位置，浮架2水平展开后能很好的帮助测量箱体1稳定，能有效减小风浪和水体流速对测量结果的影响；通过监测船舶将整个装置带到要监测的水面，在测量箱体1上绑一根长10m的固定绳用于固定测量箱体1至监测船舶，所述固定绳还可以绑在所述浮架2上，将测量箱体1轻放在离船2m左右的水面上；待测量箱体1在水面平静放置15分钟后，开始记录自动检测仪表5的读数，读数的频率可以自行设置；根据连接的自动检测仪表5功能不一，所测量气体的种类与精度也将随之改变。

下面详细说明所述水陆两用温室气体排放测量通量箱用于固-气界面或浅水-气界面的温室气体排放通量测量时的工作原理：

即测量箱体1漂浮在陆地和浅水面上进行监测，该方法的具体操作步骤是：首先将两测量管线4一端分别密闭连接至两气样孔3使得测量管线4与测量箱体1相通；将两测量管线4的另一端分别与自动检测仪表5的进气端口、出气端口密闭连接；将测量箱体1覆盖在被测点上方，在固态界面的土壤区则将测量箱体1的下边缘伸入土壤约1cm以隔绝测量箱体1内外气体交换，在浅水区则将测量箱体1下缘伸入目标水面5cm；将浮架2固定在测量箱体1的距下边缘5cm处，调整四个支撑脚22使其牢固的固定在地面，保持测量箱体1位置的稳定；待测量箱体1稳定放置一段时间后即可开始记录仪器读数，具体操作方法与上一实施方式相同。

以上介绍的方法均是使用自动监测仪表5进行测量读数，本装置还可以通过手动监测方法进行测量。此时只需改变测量管线4的连接方式，将带有三通阀的测量管线4密闭连接气样孔3使测量管线4与测量箱体1相通，关断接通自动检测仪表5的那一路阀门，开通三通阀的另一路阀门，再用带刻度的抽气针筒对连接测量管线4进行抽气。采集的气样带回实验室利用气相色谱仪分析其浓度，所述待测气体可以是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体。

本实用新型提供的水陆两用温室气体排放测量通量箱，具有以下优点：①测量箱体设计容积较小，测量箱体内不需装风扇，故不存在风扇对被测水面的温室气体通量的影响，测量箱体内气体易在短时间内混合均匀，每次气体取样的时间间隔较短；②小体积的测量箱体在放入水面时，对所测点的水面产生的扰动很小，由于不采用紧贴测量箱体的浮架，测量箱体轻微漂移时对所测点水面产生的扰动更小；③由于整体体积较小，其受到水面风力作用的影响也相对较小；④用于河流、水库等的水面测量时，浮架水平展开后能很好的帮助测量箱体稳定，能有效减小风浪和水体流速对测量结果的影响；⑤用于沼泽、农田等水深较浅，地形复杂或水文、气象条件变化较大的环境下的测量时，所述浮架通过调整支撑脚起到支撑的作用，所述浮架支撑脚的实心锥体插入泥土，可以将测量箱体很好的固定在特定位置；⑥能满足河流、水库、湖泊、沼泽、农田等多种环境下的测量要求，避免了更换设备引起的数据误差；⑦测量箱体材料采用塑料制品及其外表面的反光层，具有良好的隔热性，可有效避免长时间测量下的测量箱体内外温差过大；⑧测量箱体上表面开设的两个气样孔可有效实现人工手动测量与自动监测的转换，使得人工手动监测与自动监测可在同一个测量箱体上实现。水陆两用温室气体排放测量通量箱能满足河流、水库、湖泊、沼泽、农田等多种环境下的测量要求，对风浪、水流等不利的水文、气象条件有较好的适应性。本实用新型通过带有可调整支撑脚的浮架以适用于陆地、浅水区和深水区等不同环境且所述通量箱结构简单、测量准确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于，包括：

测量箱体；

浮架，其可调节地固定在所述测量箱体外部，并且带有可调整的支撑脚；以及

气样孔，其位于所述测量箱体顶部。

2.根据权利要求1所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述浮架包括位于所述测量箱体外部的空心圆环和转动连接在所述空心圆环上的至少三个支撑脚，所述浮架的空心圆环通过螺钉或螺栓而可调节地固定在所述测量箱体外壁上。

3.根据权利要求2所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述支撑脚包括转动连接在所述空心圆环上的空心杆和远离所述空心圆环位于所述空心杆末端的用于支撑的实心锥体。

4.根据权利要求2或3所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述支撑脚为四个且等间距转动连接在所述空心圆环上。

5.根据权利要求1所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述测量箱体外表面还设有一层反光层。

6.根据权利要求5所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述反光层为锡箔。

7.根据权利要求1所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述气样孔连接测量管线，所述测量管线通过气样孔与测量箱体连通。

8.根据权利要求7所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述气样孔为两个，在与所述气样孔连接的测量管线之间 接入一自动检测仪表。

9.根据权利要求7所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述测量管线上设有三通阀。

10.根据权利要求6所述的水陆两用温室气体排放测量通量箱，其特征在于：所述测量箱体上还设有用于固定测量箱体的固定绳。 

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