一种陆地水文蒸发器的观测系统与观测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种陆地水文蒸发器的观测系统，包括有蒸发器内桶，在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口，引水口外接两端贯通的刻度玻璃管，玻璃管口向上并且其高度在蒸发皿最高设置水位之上。更好地设计为：所述刻度玻璃管倾斜设置，玻璃管刻度为半毫米一个刻划，玻璃管与水平面的夹角为11.537度。玻璃管的长度，以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度，根据历史资料计算为180毫米。有益效果是：实现皿外观测，直接读出0.1毫米的水面高度，既准确又方便直观；即使大风天气对玻璃管读数也没有影响。

【技术实现步骤摘要】
一种陆地水文蒸发器的观测系统与观测方法
本专利技术涉及一种水文要素——陆地水面蒸发量的观测系统与方法，尤其是一种陆地水文蒸发器的观测系统与观测方法。
技术介绍
水文、气象站网大部分有水面蒸发观测任务。水面蒸发资料一般通过器测法和经验公式法两种途径获得。由于影响蒸发的因素很多，并且之间的关系错综复杂，经验公式只能考虑其中的几个因素，其误差一般较大，一般在无法进行器测时才使用。世界各国采用不同形式的蒸发器测量水面蒸发量。它们的材料、形状、大小、安装方式、观测方法各有不同。我国水文部门蒸发研究工作约起步于20世纪20年代，80年代水文仪器研制部门研制成功E601型蒸发器。因该蒸发器采用玻璃钢材料制成，成功解决了原蒸发器存在的问题，目前已成为水文气象部门推广应用的标准仪器。本专利技术是以我国目前普及使用的E-601型蒸发器为对象进行的研究设计。E-601型蒸发器主要由蒸发器内桶、外水圈、溢流桶和测针四部分组成。蒸发器内桶是一个器口面积为3000平方厘米、有圆锥底的圆柱形桶，器口正圆，口缘为内直外斜的刀刃形。桶底中心装有一根直管，在直管的中部有三根支撑与桶壁连接，以固定直管的位置并使之垂直。直管的上端装有测针座，座上装有器内水面指示针，用以指示蒸发桶中水面高度。在桶壁上开有溢流孔，孔的外侧装有溢流嘴，用胶管与溢流桶相连通，以承接因降水从蒸发桶内溢出的水量。桶身的外露部分和桶内侧涂上白漆，以减少太阳辐射的影响。测针用于测量蒸发器内水面高度。使用时将测针的插杆插在蒸发桶中的测针座上，插杆下部的圆盘与座口相接。插杆上面用金属支架把测杆平行地固定在插杆旁侧。测杆上附有游标尺，可使读数精确到0.1毫米。测杆下端有一针尖，用磨擦轮升降测杆，使针尖上下移动，对准水面。观测方法是：每日8时进行定时观测。观测时先调整测针尖与水面恰好相接，然后从游标尺上读出水面高度。读数方法：通过游尺零线所对标尺的刻度，即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线的数字，就是小数读数。蒸发量=前一日水面高度+降水量(以雨量器观测值为准)-测量时水面高度。实践发现，目前E601型蒸发器观测用测针存在以下缺陷：1.测针底座长期使用容易变形，测针读数面面对不同方向时读数相差较大；2.测针极易松动，造成读数误差甚至掉入水中；3.由于制造和使用原因游标读数精度较差，有时难以读出毫米以下数据；4.蒸发器中水面受当时风力影响较大，水面起伏，虽然测针设有杯形静水器，但大风天气读数时仍然波动较大，而且在蒸发器内插入测针装置也会搅动水面引起波动，从而影响观测精度。
技术实现思路
为了克服现有E601型蒸发器观测装置及其方法的缺陷，本专利技术设计一种陆地水文蒸发器的观测系统，可以直读，直读精度到0.1毫米，操作简便可靠。本专利技术的技术方案如下：一种陆地水文蒸发器的观测系统，包括有蒸发器内桶，在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口，引水口外接倾斜的刻度玻璃管，刻度玻璃管的下端与在蒸发器侧壁上设置的一个引水孔相连，利用液体压强的传递原理，将蒸发器的水面高度传递至倾斜的刻度玻璃管内。将玻璃管的刻度设计成人的肉眼所能目测分辨的最小刻划，本专利技术经过实验设计为0.5毫米一个分划，将垂直为1个毫米单位的高度，转为倾斜玻璃管的10个分划，一个分划对应0.1毫米的水面高度，这样不必进行游标读数，即可直读至0.1毫米。玻璃管的倾斜角度，可计算为arcsin1/5,即玻璃管与水平面的夹角为11.537度。实际安装时利用量杯加减水进行验证调整。玻璃管的长度，以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度，根据历史资料计算为180毫米。为保证玻璃管的安全，将玻璃管设置在一个长方形盒子内，在玻璃管刻度面的上部置一个微型摄像装置，将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机上，实现室内观测。同时，在蒸发器的外侧一定距离处设置一个高度低于蒸发器口的储水罐，罐与蒸发器上部通过软皮管联通，软皮管上安装一个微型管道泵和一个电磁阀，将管道泵和电磁阀的开关控制线引入办公室内，蒸发器水面低于规定数值时在室内即可向蒸发器内注水。采用的技术方案是：在蒸发器的北侧设置一个长方形的观测装置，装置内设置倾斜的带有刻度的玻璃管，玻璃管两端是敞开的，不封堵。在蒸发器的器壁上设置一个引水孔，将有刻度的玻璃管底端与引水孔相连，将蒸发器的水面高度传递至倾斜的刻度玻璃管内。为解决水面高度读数直读出0.1毫米的问题，将玻璃管的刻度设计为人的肉眼所能目测分辨的刻划，本专利技术经实验设计为0.5毫米一个分划，将1个毫米单位的水面垂直高度由倾斜的玻璃管转换为10个分划，这样每个分划即相对于0.1毫米的垂直水面高度，不必进行游标读数，直读玻璃管刻度即可读出0.1毫米的水面高度值。玻璃管安置与水平面的倾斜角度，可计算为arcsin1/5,即玻璃管与水平面的夹角为11.537度，玻璃管的长度，以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度，根据历史资料计算为180毫米。在距玻璃管刻度面一定距离的上部设置一个微型摄像装置，将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机上，实现室内观测。同时，在蒸发器的外侧一定距离处设置一个高度低于蒸发器口的储水罐，罐与蒸发器上部通过软皮管联通，软皮管上安装一个微型双向管道泵和一个电磁阀，电磁阀的开关与管道泵的启闭为同一开关控制，同步开与闭，将管道泵的开关控制线引入室内，在室内即可完成向蒸发器内注水或取水。本专利技术的有益效果是一种陆地水文蒸发器的观测系统与观测方法，彻底解决了目前E601型蒸发器观测用测针存在的缺陷，实现皿外观测，皿内不再设置测针基座等设备，减少了影响蒸发值的因素，观测结果更加精确；不必使用游标进行读数，直接读出0.1毫米的水面高度，既准确又方便直观；大风恶劣天气使蒸发器中水面起伏较大，由于玻璃管连通的是蒸发器的水体下部，玻璃管的水面高度是通过水体的压强传递的，即使大风天气对玻璃管读数也没有影响。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的原理图。图中1.蒸发器内桶，2.刻度玻璃管，3.微型摄像装置，4.引水口，5.加水管，6.微型管道泵，7.储水罐，8.电磁阀。具体实施方式现参照附图，结合实施例说明如下：本专利技术所述一种陆地水文蒸发器的观测系统与观测方法，附图中，在蒸发器内桶1的侧壁上设置一个引水口4，用软管与倾斜的刻度玻璃管2连通，刻度玻璃管2的刻度是0.5毫米一个分划，倾斜角度是使1毫米的垂直水面高度显示为10个刻度玻璃管分划，玻璃管与水平面的倾斜角度为11.537度。玻璃管的长度，以3日最大蒸发量的垂直高度换算为倾斜长度，根据历史资料计算为180毫米。在玻璃管上方设置微型摄像装置3，抓取刻度玻璃管2的水面读数传至室内，在蒸发器内桶1的外侧设置一个储水罐7，通过加水管5与蒸发器内桶1连通，在加水管5的管道上设置微型管道泵6和电磁阀8，微型摄像装置3、微型管道泵6和电磁阀8的控制线路通过地下电缆引入室内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陆地水文蒸发器的观测系统，包括有蒸发器内桶，其特征是：在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口，引水口外接两端贯通的刻度玻璃管，玻璃管口向上并且其高度在蒸发器最高设置水位之上。

【技术特征摘要】
1.一种陆地水文蒸发器的观测系统，包括有蒸发器内桶，其特征是：在蒸发器内桶的底部侧壁上设置有引水口，引水口外接两端贯通的刻度玻璃管，玻璃管口向上并且其高度在蒸发器最高设置水位之上。2.如权利要求1所述的陆地水文蒸发器的观测系统，其特征在于所述刻度玻璃管倾斜设置，玻璃管刻度为半毫米一个刻划，玻璃管与水平面的夹角为11.537度。3.如权利要求1所述的陆地水文蒸发器的观测系统，其特征在于在距玻璃管刻度面一定距离的上部设置一个微型摄像装置，将玻璃管水面读数影像显示在室内的计算机的显示屏上。4.如权利要求1或2或3所述的陆地水文蒸发器的观测系统，其特征在于所述玻璃管设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆申，刘继军，汤建军，李栋，胡灿华，舒博宁，朱永广，张海廷，王洪涛，张建军，金云功，高超，郗腾来，
申请(专利权)人：郗腾来，
类型：发明
国别省市：山东,37