專利名稱：一種控制降雨量的模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及生態(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，具體地說是一種改進(jìn)了的控制降雨量的模擬裝置。
背景技術(shù)：
全球變化近年來已經(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)過程對其的響應(yīng)，能為預(yù)測陸地生態(tài)系統(tǒng)對未來全球 變化響應(yīng)趨勢提供科學(xué)參考。
目前國內(nèi)外關(guān)于降雨量變化方面的研究多采用盆栽模擬的方法， 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，搡作簡 單，費用低廉，在對比研究時又具有一定的準(zhǔn)確性，應(yīng)用廣泛，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 探討單個物種對不同施水量的響應(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)束才能施水，這會改變自然降雨 的降雨格局，尤其是降雨時間持續(xù)數(shù)天的情況下，對降雨格局的改變 更加顯著，而且人工施水在降雨強(qiáng)度、降雨時間和降雨均勾程度上都 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 擬研究還有一個普遍缺點，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方面，因 此國內(nèi)外對生態(tài)系統(tǒng)降雨量的變化模擬方法都是不完善的。不久前出 現(xiàn)了一種可調(diào)試降雨量控制裝置，該裝置通過控制一系列等距平行安
裝的V型遮雨板的數(shù)量和間距控制模擬降雨量，解決了以上問題， 但由于該裝置采用v型遮雨板屏蔽自然降雨，會使控制雨量呈條狀
進(jìn)入模擬區(qū)，導(dǎo)致模擬降雨不均勻。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種尺寸可調(diào)節(jié)的，即能模擬降雨量減 少，又能模擬降雨量增加，還能代表自然降雨特征，而且使模擬降雨 均勻進(jìn)入模擬區(qū)的改進(jìn)的控制降雨量的模擬裝置。
為了解決上述問題，本實用新型采取的方案如下
該控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降 雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導(dǎo)水管與儲水容器連接，儲
水容器通過輸水裝置與模擬降雨量增加裝置連接；模擬降雨量減少裝
置包括第一支撐裝置、遮雨裝置和導(dǎo)水裝置，遮雨裝置安裝在第一支 撐裝置的頂部，導(dǎo)水裝置安裝在遮雨裝置底端，與導(dǎo)水管連接，遮雨
裝置為帶孔的遮雨板；模擬降雨量增加裝置由供水裝置、第二支撐裝 置和降雨發(fā)生裝置組成，供水裝置為一提供降雨動力的泵，泵與儲水 容器和輸水裝置相連，可以通過選擇泵的規(guī)格控制模擬降雨的雨強(qiáng)； 第二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；輸水裝置將泵與降雨發(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，通過輸水裝置和泵將儲水容器中的水施入研究區(qū) 域模擬降雨量增加。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點
(1) 本實用新型中的支架大小尺寸可隨意調(diào)節(jié)，既可用于單個 物種對降雨量變化的響應(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；
(2) 本實用新型通過控制遮雨板上圓孔的大小和數(shù)量屏控制模 擬的降雨量，可以精確的控制降雨量變化，避免了人工施水過程中降 雨量測定和降雨模擬兩項系統(tǒng)誤差；同時由于模擬降雨量減少時自然 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；
(3) 本實用新型模擬降雨量增加時采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)東后人工施水，完全不改變降雨時間和降雨強(qiáng)度；
(5) 本實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。
(6) 本實用新型通過控制遮雨板上圓孔的大小和數(shù)量屏控制模 擬的降雨量，可以是進(jìn)入研究區(qū)的將于更加均勻，克服了之前等距平 行安裝的一系列V型遮雨板模擬降雨呈條帶狀的弊端。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1:
如圖1所示，本實用新型的控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬 降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導(dǎo)
水管4與儲水容器5連接，儲水容器5通過輸水裝置6與模擬降雨量 增力口裝置連接
模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置1、遮雨裝置2和導(dǎo)水裝 置3，遮雨裝置2安裝在第一支撐裝置1的頂部，導(dǎo)水裝置3安裝在 遮雨裝置2底端，與導(dǎo)水管4連接，遮雨裝置2為帶孔的遮雨板，通 過遮雨板上孔的大小與數(shù)量控制降雨量減少的雨強(qiáng)，遮雨板選用丙烯 酸樹脂類材料；模擬降雨量增加裝置由供水裝置7、第二支撐裝置8 和降雨發(fā)生裝置9組成，供水裝置7為一提供降雨動力的泵，泵與儲 水容器5和輸水裝置6相連，可以通過選擇泵的規(guī)格控制模擬降雨的 雨強(qiáng)；第二支撐裝置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6將泵與降雨發(fā)生裝置9相連；降雨發(fā)生裝置 9為一系列安裝在支架頂部的噴頭，通過輸水裝置6和泵將儲水容器 中的水施入研究區(qū)域模擬降雨量增加。
實施例2:
在2塊1.3mxl.3m的水泥池中分別模擬降雨量各減少和增加 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0.5m，遮雨板面積為L4mxl.46m，遮雨 板上圓孔直徑為2cm, —個水泥池上用均句分布有4525個圓孔(圓 孔間距6.7cm)的遮雨板屏蔽自然降雨模擬降雨量減少30%,另外模 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9月10日一次降雨16.003mm,儲水罐中屏蔽的水 量分別為0.00878m3，故2塊水泥池中降雨量減少和增加的實際量分 別為自然降雨的28%，達(dá)到了模擬降雨量變化的目的。
實施例3:
在2塊1.3mxl.3m的水泥池中分別模擬降雨量各減少和增加 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0.9m,低的一端髙0.5m,遮雨板面積為1.4mxl.46m，遮雨 板上圓孔直徑為2cm， 一個水泥池上用均句分布有3232個圓孔(圓 孔間距5.7cm)的遮雨板屏蔽自然降雨模擬降雨量減少50%,另外模 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9月10曰一次降雨16.003mm,兩個儲水罐中屏蔽 的水量分別為0.01568m3，故4塊水泥池中降雨量減少和增加的實際量分別為自然降雨的47%,達(dá)到了模擬降雨量變化的目的。
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 單個物種到群落乃至生態(tài)系統(tǒng)，能精確控制降雨量，即能模擬降雨量
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。
權(quán)利要求1、一種控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導(dǎo)水管(4)與儲水容器(5)連接，儲水容器(5)通過輸水裝置(6)與模擬降雨量增加裝置連接；其特征在于模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置(1)、遮雨裝置(2)和導(dǎo)水裝置(3)，遮雨裝置(2)安裝在第一支撐裝置的頂部，導(dǎo)水裝置(3)安裝在遮雨裝置(2)底端，與導(dǎo)水管(3)連接，遮雨裝置(2)為帶孔的遮雨板。
專利摘要本實用新型公開了一種控制降雨量的模擬裝置，它包括模擬降雨量減少裝置和模擬降雨量增加裝置，模擬降雨量減少裝置通過導(dǎo)水管(4)與儲水容器(5)連接，儲水容器(5)通過輸水裝置(6)與模擬降雨量增加裝置連接；其特征在于模擬降雨量減少裝置包括第一支撐裝置(1)、遮雨裝置(2)和導(dǎo)水裝置(3)，遮雨裝置(2)安裝在第一支撐裝置的頂部，導(dǎo)水裝置(3)安裝在遮雨裝置(2)底端，與導(dǎo)水管(3)連接，遮雨裝置(2)為帶孔的遮雨板。本實用新型提供一種尺寸可調(diào)節(jié)的，即能模擬降雨量減少，又能模擬降雨量增加，還能代表自然降雨特征，而且使模擬降雨均勻進(jìn)入模擬區(qū)的改進(jìn)的降雨量控制模擬裝置。
文檔編號G09B25/00GK201298310SQ20082022038
公開日2009年8月26日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者余新曉, 孫學(xué)凱, 張新厚, 范志平, 鄧東周, 高俊剛 申請人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所