專利名稱：可調(diào)式降雨量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)過程的主要限制因子變化的 控制裝置，具體地說是一種可調(diào)式降雨量控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來全球變化已經(jīng)引起各界學(xué)者的廣泛重視，降雨量變化作為 全球變化的主要組成部分，對(duì)從荒漠到森林的大部分陸地生態(tài)系統(tǒng)， 尤其是干旱半干旱區(qū)的陸地生態(tài)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生巨大影響。因此通過降 雨量控制裝置模擬陸地生態(tài)系統(tǒng)降雨量的變化，研究陸地生態(tài)系統(tǒng)的
凈初級(jí)生產(chǎn)力、土壤C02通量、植被及物種組成，以及土壤養(yǎng)分循環(huán) 過程等主要生態(tài)過程對(duì)其的響應(yīng)，能為預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)未來全球變 化背景下的演替趨勢(shì)提供科學(xué)參考。
目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中關(guān)于降雨量變化方面的研究多釆用盆栽模擬的 方法，該法適用于研究不同物種在不同施水量下的生理與形態(tài)變化， 操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，在對(duì)比研究時(shí)又具有一定的準(zhǔn)確性，應(yīng)用十分 廣泛，但盆栽的容器容量有限，不能重現(xiàn)被研究物種的原始狀態(tài)，而 且該法只能探討單個(gè)物種對(duì)不同施水量的響應(yīng)，不能應(yīng)用到群落乃至 生態(tài)系統(tǒng)尺度。國(guó)外也有研究者釆用遮雨裝置屏蔽自然降雨，然后用 灌溉裝置施入不同水量模擬不同降雨量，該法可以應(yīng)用到群落乃至生 態(tài)系統(tǒng)尺度，但屏蔽自然降雨后要等到降雨結(jié)東才能施水，這會(huì)改變 自然降雨的降雨格局，尤其是降雨時(shí)間持續(xù)數(shù)天的情況下，對(duì)降雨格 局的改變更加顯著，而且人工施水在降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)間和降雨均勻 程度上都跟自然降雨相差很大，很難代表自然降雨特征。目前降雨量 變化的模擬研究還有一個(gè)普遍缺點(diǎn)，就是多釆用地下水作為水源，地 下水的養(yǎng)分及礦質(zhì)含量等水質(zhì)特征與天然降雨是有差異的，這也導(dǎo)致 這些方法的降雨量變化模擬不能真正代表自然降雨特征。國(guó)內(nèi)外出現(xiàn) 過很多干旱化模擬的研究，也就是模擬降雨量減少，也出現(xiàn)過人工施 水進(jìn)行的濕潤(rùn)化模擬，也就是模擬降雨量增加，但這些模擬降雨量變 化的研究都是單向的，而生態(tài)系統(tǒng)降雨量的變化包括減少與增加兩個(gè) 方面，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)系統(tǒng)降雨量的變化模擬方法尚不完善。
實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種尺寸可調(diào)節(jié)、 既能精確控制降雨量減少、又能模擬降雨量增加、還能代表自然降雨 特征的可調(diào)式降雨量控制裝置。
本實(shí)用新型技術(shù)方案如下一種可調(diào)式降雨量控制裝置,包括模擬降雨量減少和模擬降雨量 增加裝置，二者通過一個(gè)儲(chǔ)水容器相連，其中所述的模擬降雨量減 少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導(dǎo)水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐
裝置上，與導(dǎo)水裝置相連，所述導(dǎo)水裝置與儲(chǔ)水容器相連；模擬降雨 量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發(fā)生裝置組成， 降雨發(fā)生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所 述供水裝置與儲(chǔ)水容器相連。
所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置為一頂部設(shè)置有一定傾角 的支架結(jié)構(gòu)，安裝在研究區(qū)域四周；所述遮雨裝置為一系列的V型遮 雨板，等距平行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的寬度 和間隔距離控制屏蔽的降雨量；所述導(dǎo)水裝置為一安裝在v型遮雨板 底部的導(dǎo)水槽和與之相連的導(dǎo)水管組成，導(dǎo)水管與儲(chǔ)水容器相連。
所述的模擬降雨量增加裝置由供水裝置、支撐裝置、輸水裝置和 降雨發(fā)生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動(dòng)力的水泵，水泵分別與 儲(chǔ)水容器和輸水裝置相連，可以通過選擇水泵的規(guī)格控制模擬降雨的 雨強(qiáng)；支撐裝置為一頂部與地面平行的的支架結(jié)構(gòu)，安裝在研究區(qū)域 四周；輸水裝置為一系列的輸水管，將水泵與降雨發(fā)生裝置相連；降 雨發(fā)生裝置為一系列安裝在支架頂部的噴頭，通過輸水裝置和水泵將 儲(chǔ)水容器中的水施入研究區(qū)域模擬降雨量增加。
所述的V型遮雨板釆用透光性好、可塑性大、耐候性佳的丙烯酸 樹脂類材料，所述遮雨板可以拆裝，以調(diào)整屏蔽降雨量。
本實(shí)用新型的工作原理為模擬降雨量減少裝置在發(fā)生天然降雨 時(shí)通過調(diào)整遮雨板的寬度和間距屏蔽不同數(shù)量的天然降雨，達(dá)到模擬 降雨量減少的目的；導(dǎo)水裝置將遮雨板屏蔽的天然降雨導(dǎo)入儲(chǔ)水容器 中，模擬降雨量增加裝置中的供水裝置將儲(chǔ)水容器中蓄積的天然雨水 經(jīng)由輸水裝置輸送至降雨發(fā)生裝置，在研究區(qū)域形成模擬降雨，達(dá)到 模擬降雨量增加的目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本實(shí)用新型中的支架大小尺寸可隨意調(diào)節(jié)并可組合使用，既 可用于單個(gè)物種對(duì)降雨量變化的響應(yīng)研究，也可擴(kuò)大尺寸應(yīng)用于群落
乃至生態(tài)系統(tǒng)尺度的研究；既可用于草地等生態(tài)系統(tǒng)的研究，也可提 升高度用于灌木及森林生態(tài)系統(tǒng)的研究，這就是實(shí)用新型名稱中"可 調(diào)式"的內(nèi)容之一；
(2 )通過調(diào)節(jié)遮雨板的寬度和間距來控制自然降雨的屏蔽量，可 以精確的控制降雨量變化，避免了人工施水過程中降雨量測(cè)定和降雨 模擬兩項(xiàng)系統(tǒng)誤差；同時(shí)由于模擬降雨量減少時(shí)自然降雨屏蔽量的精 確控制，降雨量的增加量也是可以精確控制的；而且遮雨板可以隨意 拆卸，靈活地調(diào)整屏蔽降雨量，這就是實(shí)用新型名稱中"可調(diào)式"的內(nèi)容之二；
(3 )本實(shí)用新型模擬降雨量增加時(shí)釆用模擬降雨量減少樣地屏蔽 的天然降雨作為模擬降雨的水源，消除了地下水作為水源與天然降雨
的水質(zhì)差異；
(4 )模擬降雨量減少是通過遮雨板屏蔽部分天然降雨來達(dá)到的， 不用等自然降雨結(jié)束后人工施水，完全不改變降雨時(shí)間和降雨強(qiáng)度；
(5)本實(shí)用新型將降雨量減少模擬與降雨量增加模擬有機(jī)的結(jié)合 了起來，完全的模擬了陸地生態(tài)系統(tǒng)的降雨量變化。
圖1為可調(diào)式降雨量控制裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖具體說明本實(shí)用新型。
如圖l所示本實(shí)用新型的控制裝置，包括模擬降雨量減少和模擬 降雨量增加裝置，二者通過一個(gè)儲(chǔ)水容器相連，其中所述的模擬降 雨量減少裝置由支撐裝置3、遮雨裝置1和導(dǎo)水裝置2組成，遮雨裝 置1安裝在支撐裝置3上，與導(dǎo)水裝置2相連，所述導(dǎo)水裝置2通過 導(dǎo)水管與儲(chǔ)水容器6相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置8、供水 裝置5、輸水裝置4和降雨發(fā)生裝置7組成，降雨發(fā)生裝置7安裝在 支撐裝置8上，通過輸水裝置4與供水裝置5相連，所述供水裝置5 與儲(chǔ)水容器6相連。
所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置3為一頂部設(shè)置有一定傾 角的支架結(jié)構(gòu)，安裝在研究區(qū)域四周；所述遮雨裝置1為一系列的V 型遮雨板，等距平行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的 寬度和間隔距離控制屏蔽的降雨量；所述導(dǎo)水裝置2為一安裝在V型 遮雨板底部的導(dǎo)水槽和與之相連的導(dǎo)水管組成，導(dǎo)水管與儲(chǔ)水容器相 連。
所述的模擬降雨量增加裝置中，供水裝置5為一提供降雨動(dòng)力的 水泵，水泵分別與儲(chǔ)水容器6和輸水裝置4相連，可以通過選擇水泵 的規(guī)格控制模擬降雨的雨強(qiáng)；支撐裝置8為 一頂部與地面平行的的支 架結(jié)構(gòu)，安裝在研究區(qū)域四周；輸水裝置4為一系列的輸水管，將水 泵與降雨發(fā)生裝置7相連；降雨發(fā)生裝置7為 一系列安裝在支架頂部 的噴頭，通過輸水裝置4和水泵將儲(chǔ)水容器中的水施入研究區(qū)域模擬 降雨量增加。
實(shí)施例1
在2塊1. 3mx 1. 3m的水泥池中模擬降雨量減少和增加30%,模擬 降雨量減少裝置中的鋼質(zhì)支架覆蓋面積為1.4mxl.4m,高的一端高 0. 9m，低的一端高O. 5m, V型遮雨板寬7cm, —個(gè)水泥池上用等距排 列的6塊V型遮雨板屏蔽自然降雨，模擬降雨量減少30%;另外一個(gè)模擬降雨量增加的水泥池上鋼質(zhì)支架覆蓋面積也為1.4mxl.4m，高 0.5m,儲(chǔ)水罐直徑為lm,高度為0.5m。根據(jù)水泥池附近氣象站的降雨 資料，2008年6月1日一次降雨15. 401mm，儲(chǔ)水罐中屏蔽的水量為 0. 00875m3,故2塊水泥池中降雨量減少和增加的實(shí)際量分別為自然降 雨的29%，達(dá)到了控制降雨量的目的。 實(shí)施例2
在2塊1. 3mx 1. 3m的水泥池中分別模擬降雨量減少和增加50%, 模擬降雨量減少裝置中的鋼質(zhì)支架覆蓋面積為1.4mxl.4m，高的一端 高O. 9m,低的一端高O. 5m， V型遮雨板寬7cm, —個(gè)水泥池上用等距 排列的IO塊V型遮雨板屏蔽自然降雨，模擬降雨量減少50%;另外一 個(gè)模擬降雨量增加的水泥池上鋼質(zhì)支架覆蓋面積也為1.4mxl.4m,高 0. 5m，儲(chǔ)水罐直徑為lm，高度為0.5m。根據(jù)水泥池附近氣象站的降雨 資料，2008年6月1曰一次降雨15. 401腿，儲(chǔ)水罐中屏蔽的水量為 0.01449 m3,故2塊水泥池中降雨量減少和增加的實(shí)際量為自然降雨 的48%，達(dá)到了控制降雨量的目的。
本裝置尺寸可調(diào)節(jié)，并且可將若干本裝置組合使用，研究尺度從 單個(gè)物種到群落乃至生態(tài)系統(tǒng)；能精確控制降雨量，既能模擬降雨量 減少0-100%自然降雨量、又能模擬降雨量增加100%-200%自然降雨量； 還能代表自然降雨特征的可調(diào)式降雨量控制裝置。
權(quán)利要求1. 一種可調(diào)式降雨量控制裝置，其特征在于包括模擬降雨量減少和模擬降雨量增加裝置，二者通過一個(gè)儲(chǔ)水容器相連，其中所述的模擬降雨量減少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導(dǎo)水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐裝置上，與導(dǎo)水裝置相連，所述導(dǎo)水裝置與儲(chǔ)水容器相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發(fā)生裝置組成，降雨發(fā)生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所述供水裝置與儲(chǔ)水容器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨量控制裝置，其特征在于所述模擬降雨量減少裝置中的支撐裝置為一頂部設(shè)置有一定傾角的支架結(jié)構(gòu)， 安裝在研究區(qū)域四周；所述遮雨裝置為一系列的V型遮雨板，等距平 行安裝在支架的傾斜頂部，可以通過控制遮雨板的寬度和間隔距離控 制屏蔽的降雨量；所述導(dǎo)水裝置為一安裝在V型遮雨板底部的導(dǎo)水槽和與之相連的導(dǎo)水管組成，導(dǎo)水管與儲(chǔ)水容器相連；所述的模擬降雨量增加裝置由供水裝置、支撐裝置、輸水裝置和 降雨發(fā)生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動(dòng)力的水泵，水泵分別與 儲(chǔ)水容器和輸水裝置相連，可以通過逸擇水泵的規(guī)格控制模擬降雨的 雨強(qiáng)；支撐裝置為一頂部與地面平行的的支架結(jié)構(gòu)，安裝在研究區(qū)域 四周；輸水裝置為一系列的輸水管，將水泵與降雨發(fā)生裝置相連；降 雨發(fā)生裝置為一系列安裝在支架頂部的噴頭，通過輸水裝置和水泵將 儲(chǔ)水容器中的水施入研究區(qū)域模擬降雨量增加。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨量控制裝置，其特征在于所述的v 型遮雨板釆用丙烯酸樹脂類材料，所述遮雨板可以拆裝，以調(diào)整屏蔽 降雨量。
專利摘要本實(shí)用新型涉及雨量控制裝置。包括模擬降雨量減少和模擬降雨量增加裝置，所述的模擬降雨量減少裝置由支撐裝置、遮雨裝置和導(dǎo)水裝置組成，遮雨裝置安裝在支撐裝置上，與導(dǎo)水裝置相連，所述導(dǎo)水裝置與儲(chǔ)水容器相連；模擬降雨量增加裝置由支撐裝置、供水裝置、輸水裝置和降雨發(fā)生裝置組成，降雨發(fā)生裝置安裝在支撐裝置上，通過輸水裝置與供水裝置相連，所述供水裝置與儲(chǔ)水容器相連。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)既可用于單個(gè)物種，也可應(yīng)用于群落乃至生態(tài)系統(tǒng)尺度的研究；(2)可以精確的控制降雨量變化；(3)消除了地下水作為水源與天然降雨的水質(zhì)差異；(4)不改變降雨時(shí)間和降雨強(qiáng)度；(5)模擬了陸地生態(tài)系統(tǒng)的降雨量變化。
文檔編號(hào)G09B25/00GK201255946SQ200820015168
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者孫學(xué)凱, 張新厚, 胡亞林, 范志平, 鄧東周, 高俊剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所