一种用于森林生态系统树干茎流收集装置

技术领域

本发明属于树干茎流收集装置技术领域，具体涉及一种用于森林生态系统树干茎流收集装置。

背景技术

在发生降雨时，有一部分雨水穿过林冠沿叶片、枝条和茎干流下来，最终到达根部附近的水量，称为树干茎流。树干茎流量是林冠层水量平衡中的一个重要分量，并高度集中于根部，影响着降雨的空间分布格局；同时，树干茎流也是引起林地土壤水分空间异质性的重要因素之一。另外，树干茎流携带淋洗林冠的营养物质进入植被根际附近，是对根际土壤养分的有效补充，促进林地养分和水分的再循环。

而且降雨通过树干茎流可直接输送到植物根部土壤，雨水通过土壤孔隙下渗且存储于土壤中供植物生长所用，因而对森林生态系统树干茎流流量的了解尤为重要。

现有的树干茎流采集大多是利用引流单元和收集单元的方式，公开号为CN111272233A的中国专利公开了一种用于森林生态系统树干茎流收集装置，包括缠绕管和收集盆，使用时先将缠绕管螺旋缠绕在平整的树干处，缠绕管两端用细铝钉固定，缠绕管与树干间的缝隙用玻璃胶连接密封，但是在森林的树龄较大的树干上，表皮上分布有大量不规则的褶皱和缝隙，缠绕管与树干间采用玻璃胶密封的方式极为麻烦，浪费人力物力，而且玻璃胶的使用会对树干造成损伤，影响树木的正常寿命。

基于此，提出一种用于森林生态系统树干茎流收集装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于森林生态系统树干茎流收集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于森林生态系统树干茎流收集装置，包括等间距的缠绕在树干外的多个引流单元和固定在树干底部的集水单元；

所述引流单元包括引流筒、导流板、柔性边和底托，所述引流筒为柔性中空套结构，所述引流筒内侧均匀的固定有多个引流孔，所述引流筒内侧倾斜的固定有导流板，所述导流板的上表面与引流孔的底面齐平，所述导流板内侧固定有柔性边，所述引流筒底侧固定有柔性底托，所述引流筒的两端端部分别固定有连接板，通过两块连接板将引流筒连接成封闭的圈状结构，所述圈状结构上连通有导流管，所述引流筒底端开设有排水孔，相邻的两个引流单元之间通过导流管和排水孔的作用连通；

所述集水单元上安装有与集水单元内腔连通的集水管，最低端的引流单元与集水单元之间通过集水管连通。

进一步的，所述导流板底侧固定有柔性的包边，所述引流筒内侧在导流板的下方处还固定有加强板，所述加强板的另一侧边固定在包边的内侧。

进一步的，所述柔性边外圈为光滑的圆形，所述柔性边的外圈边固定在导流板的内圈上，所述柔性边的内圈为锯齿状结构，所述柔性边的锯齿状凸起下方设置有柔性杆，所述柔性杆的一端固定在加强板的外圈上，所述柔性杆的另一端固定在柔性边的凸起的底侧处。

进一步的，所述柔性杆顶侧倾斜的固定有柔性毛细杆，所述柔性毛细杆的另一端固定在柔性边的底面。

进一步的，所述导流板和柔性边倾斜角度相同，且所述导流板和柔性边的上表面设置在同一倾斜面上。

进一步的，所述柔性底托的形状能通过外力调整，所述引流筒的形状通过柔性底托确定。

进一步的，所述引流筒的顶面还固定有弧形的挡板，所述挡板用于避免雨水通过引流筒内侧面流向引流筒内部，用于提高收集的精准度。

进一步的，所述挡板在使用过程中内圈边与树干外壁之间的间距设置在8-12mm之间。

进一步的，所述集水单元由连接带和集水袋组成，所述连接带通过搭扣固定在树干底端处，所述集水袋为长条状水袋，且其固定在连接带的底侧，所述集水管与集水袋的内腔连通

进一步的，所述引流单元倾斜的设置在树干的外侧，且所述连接板设置在引流单元的最低端。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在树干外侧布设引流单元和集水单元进行树干茎流的收集，能预先根据地区森林降水量的大概范围确定引流单元的设置密度，当该地区降水量大时，设置引流单元的密度较大，当该地区的降水量小时，设置引流单元的密度较小，从而能利于树干茎流能得到充分的收集，也不会造成引流单元的过度使用，再根据树干的外壁形状，利用底托对引流筒在树干外壁的布设形状进行调整，调整合适后将引流筒圈在树干外壁上，再向下拉动适当的距离，是的引流筒内侧的柔性边的锯齿状结构与树干紧密连接，再利于连接板将引流筒固定在树干的外壁，重复进行直至树干外壁的引流单元布设完成，能提高引流单元的使用效率，高效便捷。

2、本发明利用导流管将各个引流单元相互连通，在树干底侧布设集水单元，树干茎流先通过柔性边流向导流板，经过导流板导向引流筒的引流孔内，雨水在引流筒内流动至最低端，在引流筒的排水孔处流出，利用导流管流向较低端的引流单元内；每个引流单元的引流方式相同，流至最低端引流单元内的水通过集水管流向与集水袋，在集水袋内进行收集，收集规定的时间后进行称量，完成森林生态系统树干茎流收集，高效便捷，便于推广使用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明下引流单元结构剖视图；

图3是图2中A出结构放大图；

图4是本发明引流单元结构俯视图。

附图标记说明：

1-引流单元；11-引流筒；111-引流孔；112-排水孔；12-导流板；121-包边；122-加强板；13-柔性边；131-柔性杆；132-柔性毛细杆；14-底托；15-连接板；16-导流管；17-挡板；2-集水单元；21-连接带；22-集水袋；23-搭扣；24-集水管；3-树干。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种用于森林生态系统树干茎流收集装置，包括等间距的缠绕在树干3外的多个引流单元1和固定在树干3底部的集水单元2；

所述引流单元1包括引流筒11、导流板12、柔性边13和底托14，所述引流筒11为柔性中空套结构，所述引流筒11底侧固定有柔性底托14，所述柔性底托14的形状能通过外力调整，使用过程中调整柔性底托14的形状与不规则的树干外部形状相似，所述引流筒11的形状通过柔性底托14确定，从而能提高引流筒11与树干3之间的贴紧度，能提高树干茎流采集的准确度，也能通过柔性底托14提高引流筒11使用过程中的稳定性，避免在树干3外侧发生滑落现象。

所述引流筒11内侧均匀的固定有多个引流孔111，树干茎流的水通过引流孔111进入引流筒11内，完成树干茎流的初步收集。

所述引流筒12内侧倾斜的固定有导流板12，所述导流板12的上表面与引流孔111的底面齐平，通过导流板12能将树干3表面的流水引入引流孔111内。

为了提高引流过程中导流板12使用的稳定性，所述导流板12底侧固定有柔性的包边121，所述引流筒11内侧在导流板12的下方处还固定有加强板122，所述加强板122的另一侧边固定在包边121的内侧。

所述导流板12内侧固定有柔性边13，所述导流板12和柔性边13倾斜角度相同，且所述导流板12和柔性边13的上表面设置在同一倾斜面上。所述柔性边13外圈为光滑的圆形，所述柔性边13的外圈边固定在导流板12的内圈上，所述柔性边13的内圈为锯齿状结构，锯齿状结构在使用时能贴近树干3的外壁，尤其在树干3外壁上有褶皱或缝隙时，锯齿状结构能利于贴紧凹陷处，从而能提高引流单元1与树干3之间的贴紧度，且能避免利用外物再进行辅助贴紧固定，提高了收集装置使用的稳定性和便捷性。

为了提高柔性边13在使用过程中的活动度，且在与树干3贴紧时避免变形过多存在缝隙的现象，所述柔性边13的锯齿状凸起下方设置有柔性杆131，所述柔性杆131的一端固定在加强板122的外圈上，所述柔性杆131的另一端固定在柔性边13的凸起的底侧处。

为了使得柔性边13能内圈朝上，利于雨水收集的方式设置，所述柔性杆131顶侧倾斜的固定有柔性毛细杆132，所述柔性毛细杆132的另一端固定在柔性边13的底面。

所述引流筒11的两端端部分别固定有连接板15，通过两块连接板15将引流筒11连接成封闭的圈状结构，为了利于集水，所述引流单元1倾斜的设置在树干3的外侧，且所述连接板15设置在引流单元1的最低端。

所述圈状结构上连通有导流管16，所述引流筒11底端开设有排水孔112，相邻的两个引流单元1之间通过导流管16和排水孔112的作用连通。

所述引流筒11的顶面还固定有弧形的挡板17，所述挡板17用于避免雨水通过引流筒11内侧面流向引流筒11内部，用于提高收集的精准度。

为了使得树干茎流能顺利进入引流筒的引流孔111内，所述挡板17在使用过程中内圈边与树干3外壁之间的间距设置在8-12mm之间。

所述集水单元2上安装有与集水单元2内腔连通的集水管24，最低端的引流单元1与集水单元2之间通过集水管24连通。

所述集水单元2由连接带21和集水袋22组成，所述连接带21通过搭扣23固定在树干3底端处，所述集水袋22为长条状水袋，且其固定在连接带21的底侧，所述集水管24与集水袋22的内腔连通。

综上，使用时，先根据该地区森林降水量的大概范围确定引流单元1的设置密度，当该地区降水量大时，设置引流单元1的密度较大，当该地区的降水量小时，设置引流单元1的密度较小，从而能利于树干茎流能得到充分的收集，也不会造成引流单元1的过度使用。

然后再根据树干3的外壁形状，利用底托14对引流筒11在树干3外壁的布设形状进行调整，调整合适后将引流筒11圈在树干3外壁上，再向下拉动适当的距离，是的引流筒11内侧的柔性边13的锯齿状结构与树干3紧密连接，再利于连接板15将引流筒11固定在树干3的外壁，重复进行直至树干3外壁的引流单元1布设完成；

然后在利用导流管16将各个引流单元1相互连通，在树干3底侧布设集水单元2，具体的是先将集水袋22固定在连接带21上，在将连接单21固定在树干3的底侧处，将最低端的引流单元1与集水袋22之间通过集水管24连通，即可完成设置的安装使用。

树干茎流先通过柔性边13流向导流板12，经过导流板12导向引流筒11的引流孔111内，雨水在引流筒11内流动至最低端，在引流筒11的排水孔112处流出，利用导流管16流向较低端的引流单元内；

每个引流单元1的引流方式相同，流至最低端引流单元1内的水通过集水管24流向与集水袋22，在集水袋22内进行收集，收集规定的时间后进行称量，完成森林生态系统树干茎流收集，高效便捷，便于推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。