為了有效防治風(fēng)沙災(zāi)害，首先必須研究清楚風(fēng)沙運動的基本規(guī)律。風(fēng)沙流中沙粒運動包括螺移、躍移和懸移ニ種運動形式。其中，螺移是沙粒貼著沙床面滾動或滑動的運動形式，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動形式，懸移是沙粒懸在空中隨著空氣一起流動的運動形式。這三種運動形式相互關(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)沙工程實踐中必須兼顧這三種運動形式。但是風(fēng)沙運動的復(fù)雜性又迫使研究者將這三種運動形式人為地割裂開來進行研究。
根據(jù)運動形式的不同，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，對風(fēng)沙蠕移層輸沙量的研究是ー個重要的課題。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)確測定蠕移層輸沙量就成為風(fēng)沙學(xué)界關(guān)注的焦點，但目前還沒有風(fēng)沙蠕移層輸沙量的專門測量儀器和測量方法。 中科院沙漠所、中科院寒旱所經(jīng)過多年研究，研制出階梯式集沙儀。
該集沙儀可在野外風(fēng)沙流的現(xiàn)場觀測中隨時調(diào)整集沙筒高度；不同高度的集沙單體會長年隨風(fēng)向自動靈活旋轉(zhuǎn)，保證進沙口準(zhǔn)確對準(zhǔn)來風(fēng)方向；進入進沙管的沙粒全部沉降在集沙布袋內(nèi)，測試精度較高。
設(shè)備圖片如下：
1、結(jié)構(gòu)與工作原理
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侵蝕風(fēng)向。
風(fēng)沙流在集沙儀周圍風(fēng)場的作用下，通過集沙筒的進沙通道進入集沙布袋內(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)，而空氣依靠內(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)簡單、價格便、使用方便，進沙口能夠時時指向侵蝕方向，能夠在同一位置采集不同高度的沙樣，不需工作人員時刻看管和維修，可以在田間進行長期的觀測。
2、技術(shù)參數(shù)：
高度：整體高度:80cm 層距離地面30cm，
進沙通道：5排10個
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)測溝內(nèi)，分別固定安裝階梯式積沙儀各兩個(進行兩次重復(fù))，同時在相鄰區(qū)內(nèi)設(shè)置對照1處。在達(dá)到起風(fēng)沙時，因氣流搬運的沙量絕大部分在離地表30cm高度內(nèi)，所以誤差較小，集沙測量一次10分鐘。沙子從10個進沙孔分別進入安裝在集沙儀的布袋進行收集測量，在風(fēng)季(3-5月份)每5天測定1次。 同時可以設(shè)置風(fēng)標(biāo)風(fēng)速表測定相應(yīng)的風(fēng)速。
本產(chǎn)品操作簡單、質(zhì)量輕、體積小、便于安裝、適合野外研究和應(yīng)用。
