本發(fā)明涉及森林水文學、森林生態(tài)學領域，特別是一種樹干徑流自動節(jié)能檢測采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

樹干徑流是指林冠截持的降雨經(jīng)樹葉、樹枝沿樹干流向地面的雨水，在森林水文的各個分量中，樹干徑流作用只是一個微小的部分，在定量研究中常常被忽視，但樹干徑流在森林生態(tài)系統(tǒng)中的作用卻不容忽視。因為樹干徑流能減少雨滴擊濺侵蝕，同時攜帶淋洗樹冠得到的養(yǎng)分直接進入林木根際區(qū)，使降水和養(yǎng)分集中于植物莖干附近，影響樹干周圍的土壤水分、養(yǎng)分含量的吸收及微生物的活動，對促進森林水分和養(yǎng)分再循環(huán)和對樹木生長起著十分重要的作用。尤其在干旱、半干旱地區(qū)，莖流水對于維持樹木體內(nèi)水分平衡，減緩干旱缺水對樹木生長造成的影響，提高降水資源的有效利用率具有十分重要的作用。因此，開展樹干莖流的相關(guān)研究具有重要的森林水文和生態(tài)的意義。

目前的樹干徑流液體的采集裝置多為徑向開口的軟體塑料管，使用時需要用鐵釘釘在樹干上，然后收集液體，這種安裝方式會對數(shù)目本身造成傷害，且軟體塑料管結(jié)構(gòu)不合理，易老化變形，液體收集不充分，導致最終的樹干徑流量測量結(jié)果不夠準確。同時，目前的樹干徑流測定方法多為塑料桶承接法，即是在導流管末端連接一個固定容積的塑料桶，每次降雨后人工去測定桶內(nèi)水量來計算樹干徑流，該方法操作繁瑣，誤差較大，當雨量過大時，容易溢出桶外，而雨量過小時測定誤差較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述情況提供一種測量，收集樹干徑流，同時又能保護樹木的系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)輕巧便捷，省材省料，價格低廉，但效率很高，測量系統(tǒng)全面，可為研究人員從事野外生態(tài)水文研究工作提供便利。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種樹干徑流自動節(jié)能檢測采集系統(tǒng)，包括樹干、金屬網(wǎng)、不銹鋼環(huán)狀圓筒、環(huán)形凹槽、樹皮包裹物、固定木板、變徑管頭、PVC管、90°彎管、軟管、翻斗式雨量計、承物臺、三通和集水桶。

將不銹鋼按照樹木的胸徑制成不銹鋼環(huán)狀圓筒，將不透水填充物填入其中，制成的兩邊傾斜角度不同環(huán)形凹槽，并且下部用固定木板固定，在上面加裝金屬網(wǎng)。

同時在固定木板以上5cm至金屬網(wǎng)以下5cm的樹皮涂抹上樹皮包裹物。

環(huán)狀凹槽的底部開鑿出一出水孔和變徑管頭連接，變徑管頭的下端和垂直的PVC管連接，PVC管的下端和90°彎管相連，然后再連接一段水平的PVC管，其后端連接一個90°彎管，90°彎管的下端和一小段軟管相連接，實現(xiàn)了樹干徑流的平穩(wěn)過渡，避免流量過大垂直撞擊翻斗而影響數(shù)據(jù)采集。

經(jīng)軟管流出來的樹干徑流流入翻斗式雨量計。當翻斗盛滿計量所需的水后，自動翻滾，使得廢水經(jīng)過PVC管和三通而進入集水桶內(nèi)，以備后續(xù)水質(zhì)測定和分析，同時，打開三通處的活動堵頭，直接插入電導率計而實現(xiàn)電導率計的實時測量。

所述樹皮包裹物為丙烯酸防水涂料、聚醋酸乙烯酯和丁苯橡膠乳液中的一種。

所述不透水填充物為軟石蠟、瀝青和橡膠中的一種。

本發(fā)明的優(yōu)點和產(chǎn)生的積極效果是:

本發(fā)明是將不銹鋼按照樹木的胸徑制成不銹鋼環(huán)狀圓筒的，再利用不透水填充物（如軟石蠟、瀝青、橡膠）填入其中，制成的兩邊傾斜角度不同環(huán)形凹槽，以使樹干徑流完全地順著不透水填充物流入到PVC管中，避免了樹干徑流收集不充分和匯流慢導致?lián)]發(fā)的不良影響。

不銹鋼環(huán)狀圓筒的上部加裝金屬網(wǎng)，能避免落葉落入圓筒內(nèi)而堵住出水孔。

在木板固定處以上5cm至金屬網(wǎng)以下5cm的樹皮涂抹上樹皮包裹物具有不透水，干燥，防蟲的特點，能實現(xiàn)保護植物自身的生長發(fā)育的系統(tǒng)的作用。

通過安裝多段PVC管和彎管，實現(xiàn)了樹干徑流的平穩(wěn)過渡的目的，避免樹干徑流直接落下而垂直撞擊翻斗式雨量計，從而精確了數(shù)據(jù)采集。同時采用翻斗式雨量計能實現(xiàn)自動的、連續(xù)的、精確的樹干徑流測量，節(jié)省人工，也避免了人工測量帶來的誤差。

可以將電導率計直接插入三通處的活動堵頭，以實現(xiàn)電導率計的實時測量。通過三通進入集水桶內(nèi)的樹干徑流，可以暫時儲存，用以測定和分析多種指標參數(shù)，為研究該區(qū)域的森林水文學、生態(tài)學提供科學依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-樹干；2-金屬網(wǎng)；3-不銹鋼環(huán)狀圓筒；4-環(huán)形凹槽；5-樹皮包裹物；6-固定木板；7-第一變徑管頭；8-第一PVC管；9-第一90°彎管；10-第二PVC管；11-第二90°彎管；12-軟管；13-翻斗式雨量計；14-第二變徑管頭；15-第三PVC管；16-第三90°彎管；17-三通；18-活動堵頭；19-集水桶；20-承物臺。

圖2是本發(fā)明的樹干徑流收集裝置三維結(jié)構(gòu)圖示意圖。

圖中：1-樹干；3-不銹鋼圓筒；4-環(huán)形凹槽；21-出水孔。

圖3是本發(fā)明的樹干徑流過渡裝置三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：14-第二變徑管頭；15-第三PVC管；16-第三90°彎管；17-三通；18-活動堵頭。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案再作進一步的說明。

實施例：

如圖1所示，一種樹干徑流自動節(jié)能檢測采集系統(tǒng)，包括樹干1、金屬網(wǎng)2、不銹鋼環(huán)狀圓筒3、不透水填充物橡膠制成的兩邊傾斜角度不同環(huán)形凹槽4、樹皮包裹物5、固定木板6、第一變徑管頭7、第一PVC管8、第一90°彎管9、第二PVC管10、第二90°彎管11、軟管12、翻斗式雨量計13、第二變徑管頭14、第三PVC管15、第三90°彎管16、三通17、活動堵頭18、集水桶19、承物臺20和出水孔21，所述樹皮包裹物5為丙烯酸防水涂料。

選擇樹冠枝葉結(jié)構(gòu)能代表該片林區(qū)平均林冠的樣木，測量其胸徑。然后預制出兩個不銹鋼半圓柱體和兩個半圓環(huán)金屬網(wǎng)，兩個半圓柱體有以下形狀和尺寸：上端敞口，中部挖空，下端開有一個半徑為1/2胸徑的半圓，底直徑和胸徑之比為1.6：1，底厚和壁厚均為2mm，高為10cm，兩個半圓環(huán)金屬網(wǎng)的外圓半徑和略寬于半圓柱體的底面半徑，內(nèi)圓半徑和1/2胸徑相等，厚度為1mm，金屬網(wǎng)2的密度采用4目，防止樹葉和大型蟲類堵塞出水孔。選擇適當高度安裝固定木板6，固定木板6以上5cm至金屬網(wǎng)以下5cm的樹皮涂抹上樹皮包裹物5，在固定木板6之上將兩個半圓柱體拼裝成一個不銹鋼環(huán)狀圓筒3，向其中填充不透水填充物橡膠制成環(huán)形凹槽4，環(huán)形凹槽4的最低點和樹皮的距離為20mm。在環(huán)形凹槽4的底部最低點開鑿出一個孔徑為20mm的出水孔21。出水孔21和第一變徑管頭7的上端相連接，第一變徑管頭7的上、下端的直徑分別為20mm、22mm。第一變徑管頭7的下端和一段長為35cm的第一PVC管8垂直連接，第一PVC管8和第一90°彎管9連接，第一90°彎管9的另一端和一段長為20cm的第二PVC管10水平連接，第二PVC管10另一端和第二90°彎管11連接，在第二90°彎管11的下部加裝一根長為3cm的軟管12，使得樹干徑流沿著軟管順利到達翻斗式雨量計13處。翻斗式雨量計13安裝在一個高為45cm的承物臺20上，承物臺20開有一個孔徑為22mm的圓孔，用以將翻斗式雨量計13翻滾時的廢水導出。在該圓孔下加裝第二變徑管頭14，第二變徑管頭14下端的直徑為22mm；第二變徑管頭14下連接第三PVC管15，在第三PVC管15下連接第三90°彎管16，然后在第三90°彎管16另一端連接三通17，三通17中軸線到地面的距離為30cm。三通17的水平接口用活動堵頭18堵住；向上的接口用紗網(wǎng)蓋住，防止蚊蟲進入；向下的接口對著集水桶19，以便能收集廢水，以備后續(xù)水質(zhì)測定和分析，同時，打開三通17處的活動堵頭18，直接插入電導率計而實現(xiàn)電導率計的實時測量。