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HY.JSY-A 階梯式集沙儀

    中國(guó)是世界上風(fēng)沙危害zui為嚴(yán)重的國(guó)家之一。為了有效防治風(fēng)沙災(zāi)害，首先必須研究清楚風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。 風(fēng)沙流中沙粒運(yùn)動(dòng)包括螺移、躍移和懸移ニ種運(yùn)動(dòng)形式。其中，螺移是沙粒貼著沙床面滾動(dòng)或滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，躍移是沙粒從沙床面起跳后，在重力作用下又降落到沙床面的運(yùn)動(dòng)形式，懸移是沙粒懸在空中隨著空氣一起流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式。這三種運(yùn)動(dòng)形式相互關(guān)聯(lián)，它們之間存在著復(fù)雜的物質(zhì)和能量交換，因此在風(fēng)沙理論研究和風(fēng)沙工程實(shí)踐中必須兼顧這三種運(yùn)動(dòng)形式。但是風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性又迫使研究者將這三種運(yùn)動(dòng)形式人為地割裂開(kāi)來(lái)進(jìn)行研究。

   根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式的不同，將風(fēng)沙流從上至下依次劃分為懸移層、躍移層和蠕移層。作為風(fēng)沙流的一部分，對(duì)風(fēng)沙蠕移層輸沙量的研究是ー個(gè)重要的課題。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)記載，風(fēng)沙蠕移層輸沙量的研究方法包括利用陷阱儀直接測(cè)量蠕移層輸沙量[Bagnold R A. Thephysics Οι DIown Sand And Desert Dune Methuen, Lonaonj 1941;Wu L. Beomorphology OiWind-Drift Sands And Their Controlled Engineering. Beijing:Science Press,2003]；以及利用風(fēng)沙流中輸沙量沿高度的分布曲線下延至地表處來(lái)估算蠕移層輸沙量[Dong ZB.,Liu X P. , Wang H T., Zhao A G. , Wang X M. , 2002a. The Flux Profile Of A Blowingsand Cloud: A Wind Tunnel Investigation. Geomorphology, 2002，49:219-230]。

   但是上述兩個(gè)方法獲得的蠕移層輸沙量，既包括了蠕移層輸沙量，也包括了部分躍移層沙粒的影響。不能消除躍移層沙粒的影響，將導(dǎo)致研究結(jié)果不能反映客觀情況。因此，準(zhǔn)確測(cè)定蠕移層輸沙量就成為風(fēng)沙學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)，但目前還沒(méi)有風(fēng)沙蠕移層輸沙量的專(zhuān)門(mén)測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法。
   濰坊金水華禹信息科技有限公司和中科院沙漠所、中科院寒旱所經(jīng)過(guò)多年研究，研制出HY.JSY-A型階梯式集沙儀。

   該集沙儀可在野外風(fēng)沙流的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)中隨時(shí)調(diào)整集沙筒高度；不同高度的集沙單體會(huì)長(zhǎng)年隨風(fēng)向自動(dòng)靈活旋轉(zhuǎn)，保證進(jìn)沙口準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)來(lái)風(fēng)方向；進(jìn)入進(jìn)沙管的沙粒全部沉降在集沙布袋內(nèi)，測(cè)試精度較高。

1、結(jié)構(gòu)與工作原理

  HY.JSY-A階梯式集沙儀-布袋式集沙儀由集沙筒、支架、導(dǎo)向器、布袋等構(gòu)成，采用布袋集沙，結(jié)構(gòu)如圖所示。

    布袋形狀采用流線構(gòu)造，使風(fēng)沙流在干擾較小的情況下進(jìn)入集沙儀內(nèi)。布袋上方具有通透性良好的紗網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使風(fēng)沙流受阻減小。該集沙儀下面安裝有軸承結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，且上方安裝的導(dǎo)向器，可以控制集沙儀始終隨主風(fēng)向自由旋轉(zhuǎn)，使得集沙儀入口始終正對(duì)侵蝕風(fēng)向。

    風(fēng)沙流在集沙儀周?chē)L(fēng)場(chǎng)的作用下，通過(guò)集沙筒的進(jìn)沙通道進(jìn)入集沙布袋內(nèi)，由于布袋形狀采用流線構(gòu)造，能夠產(chǎn)生文氏管效應(yīng)，使風(fēng)沙流速度降低。進(jìn)入布袋內(nèi)的沙塵靠重力作用沉積在集沙袋內(nèi)，而空氣依靠?jī)?nèi)外壓差由布袋上方的紗網(wǎng)和布袋細(xì)孔所形成的通風(fēng)屏排出去。

    布袋式集沙儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便、使用方便，進(jìn)沙口能夠時(shí)時(shí)指向侵蝕方向，能夠在同一位置采集不同高度的沙樣，不需工作人員時(shí)刻看管和維修，可以在田間進(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)。

2、技術(shù)參數(shù)：

高度：整體高度:80cm，*層距離地面30cm，

進(jìn)沙通道：5排10個(gè)

通道規(guī)格：50*50mm

通道間距：60mm

外殼材料：不銹鋼材料，厚度1.0mm；

布袋容量：＞1000g

3使用方法、

     在選定的監(jiān)測(cè)溝內(nèi)，分別固定安裝HY.JSY-A型階梯式積沙儀各兩個(gè)(進(jìn)行兩次重復(fù))，同時(shí)在相鄰區(qū)內(nèi)設(shè)置對(duì)照1處。在達(dá)到起風(fēng)沙時(shí)，因氣流搬運(yùn)的沙量絕大部分在離地表30cm高度內(nèi)，所以誤差較小，集沙測(cè)量一次10分鐘。沙子從10個(gè)進(jìn)沙孔分別進(jìn)入安裝在集沙儀的布袋進(jìn)行收集測(cè)量，在風(fēng)季(3-5月份)每5天測(cè)定1次。

    同時(shí)可以設(shè)置風(fēng)標(biāo)風(fēng)速表測(cè)定相應(yīng)的風(fēng)速。本產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、體積小、便于安裝、適合野外研究和應(yīng)用。