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SUSTRA風(fēng)蝕觀測(cè)系統(tǒng)

SUSTRA（Suspension Sediment Trap）*初由德國(guó)風(fēng)蝕研究項(xiàng)目（German Wind Erosion Reserch Project）研制（Kuntze and Beinhauer， 1989），并由德國(guó)UGT生產(chǎn)成為風(fēng)蝕觀測(cè)的專業(yè)儀器設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)自然界的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和土壤風(fēng)蝕作用、土壤沙化與荒漠化監(jiān)測(cè)、土壤有機(jī)質(zhì)（SOC）剝蝕等

SUSTRA風(fēng)蝕觀測(cè)系統(tǒng)帶有自動(dòng)風(fēng)向控制的沙塵采集系統(tǒng)，收集隨風(fēng)揚(yáng)起的沙塵，并即時(shí)通過(guò)電子天平對(duì)收集到的沙塵進(jìn)行稱重，數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)記錄收集沙塵的時(shí)間和采集的沙塵量（電子天平稱重獲得），同時(shí)利用外接的氣象單元，同步監(jiān)測(cè)記錄風(fēng)蝕過(guò)程中的風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度和太陽(yáng)輻射等氣象因子。

SUSTRA風(fēng)蝕觀測(cè)系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

• 自動(dòng)記錄風(fēng)蝕沉淀物侵蝕的起始時(shí)間、強(qiáng)度以及沉淀物隨時(shí)間變化的累計(jì)量
• 記錄相關(guān)過(guò)程中的氣象參數(shù)如風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、雨量、輻射、土壤水分與土壤溫度等
• 通過(guò)選配Sedimat土壤粒徑分析儀，可以分析風(fēng)蝕物的粒徑分布及與風(fēng)速等環(huán)境因子的關(guān)系
• 自動(dòng)風(fēng)向控制、自動(dòng)采集沙塵和土壤顆粒、自動(dòng)采集記錄數(shù)據(jù)
• 采集粒徑范圍為中等到細(xì)的沙塵（medium-to-fine sand fraction），采集效率達(dá)80%

配置方案

1. 基本配置：為SUSTRA風(fēng)蝕觀測(cè)主機(jī)，包括、自動(dòng)風(fēng)蝕沉淀物收集器、數(shù)據(jù)采集器及野外精確稱重天平等
2. 建議選配：四向沙塵通量監(jiān)測(cè)采集筒，以采集監(jiān)測(cè)沙塵通量（單位為毫克每天每平米）；或選配降塵率監(jiān)測(cè)采集筒，用于被動(dòng)采集風(fēng)蝕沙塵并計(jì)算降塵率（毫克每天每平方米），可以選配多個(gè)以監(jiān)測(cè)風(fēng)蝕空間異質(zhì)性

3.

建議選配：垂直梯度MWAC風(fēng)蝕采集系統(tǒng)，以采集不同梯度的沙塵，標(biāo)準(zhǔn)配置為4個(gè)梯度

1. 建議選配：梯度風(fēng)蝕專業(yè)氣象站（國(guó)產(chǎn)）：標(biāo)準(zhǔn)配置包括3層風(fēng)速風(fēng)向、2層空氣溫濕度、2層土壤溫度和土壤水分、雨量筒
2. 選配：自動(dòng)氣象觀測(cè)站，包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、雨量、輻射、大氣壓等
3. 選配：地下水位計(jì)，用于監(jiān)測(cè)地下水位
4. 選配：Sedimat土壤粒徑分析系統(tǒng)

技術(shù)指標(biāo)：

1. 測(cè)量間隔：5 mins；RAM內(nèi)存容量：可連續(xù)監(jiān)測(cè)80天（5min時(shí)間間隔）
2. 測(cè)量范圍：0-1200g，測(cè)量精度：0.1g；
3. 進(jìn)風(fēng)口：內(nèi)徑50mm，高度23cm，通過(guò)調(diào)節(jié)稱重箱的埋深，可以調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口離地面的高度；
4. 四向沙塵通量監(jiān)測(cè)采集筒：4個(gè)1000ml采集筒，1.6m高，符合英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS1747Pt5，重量約14kg；
5. 降塵率采集筒：陽(yáng)極電鍍鋁采集筒，直徑227mm，5000ml采集瓶，重量約8kg
6. MWAC梯度風(fēng)蝕采集系統(tǒng)：采集瓶進(jìn)氣口和出氣口內(nèi)徑7.5mm，容量100ml
7. 梯度風(fēng)蝕專業(yè)氣象站：

1. 風(fēng)速：測(cè)量范圍0～60m/s ，分辨率0.1 m/s，精度±3％
2. 風(fēng)向：測(cè)量范圍0～360 ，分辨率1， 精度±3
3. 降雨傳感器：翻斗式雨量筒，測(cè)量范圍0～4mm/min，精度4%，分辨率0.1mm
4. 土壤水分傳感器：測(cè)量范圍0～100%，精度2%，分辨率0.1%
5. 土壤溫度傳感器：測(cè)量范圍-40～+80℃，精度±0.2℃

1. 自動(dòng)氣象觀測(cè)站：

1. 翻斗式雨量計(jì)：采樣面積：200 cm² （WMO世界氣象組織標(biāo)準(zhǔn)）；分辨率：0.1mm （相當(dāng)于1次翻斗的量）；每翻斗雨量：2 cm³；尺寸：直徑 190 mm，高度 395 mm
2. 總輻射傳感器：測(cè)量范圍：0-1400 W m^-2；響應(yīng)時(shí)間：< 18 s for 95% of end value；測(cè)量精度：10 µV/Wm^-2；光譜范圍：0.3—2.8 µm；誤差范圍：< 2.5%
3. 凈輻射傳感器：測(cè)量范圍：-300—+1000 W m^-2；響應(yīng)時(shí)間：< 20 s for 90% of end value；測(cè)量精度：10 µV/Wm^-2；光譜范圍：0.3—60 µm；誤差范圍：< 2.5%
4. 風(fēng)速傳感器：測(cè)量精度：1% (±0.1m s^-1)；測(cè)量分辨率：0.25 m s^-1
5. 風(fēng)向傳感器：測(cè)量范圍：0—355°；分辨率： 0.3°
6. 空氣溫濕度傳感器：濕度測(cè)量范圍：0—100 % （± 4 %）；溫度測(cè)量范圍：-30～+70°C +/- 0.1 K，分辨率：0.1°C （PT100探頭，0.3°C）
7. 壓力傳感器（溫度補(bǔ)償）：測(cè)量范圍：1) 945—1055 kPa；2）895—1005 kPa；3）915—1025 kPa；4）865—995 kPa；適用溫度：-40—+60°C；精度：±1.5 kPa

產(chǎn)地：德國(guó)

重要參考文獻(xiàn)：

1. Funk. R， Skidmore， E. L. Hagen， L.J. 2004. Comparison of wind erosion measurements in Germany with simulated soil losses by WEPS. Environmental modeling & software， 19: 177-183
2. Goossens， D. and Offer， Z.Y. 2000. Wind tunnel and field calibration of six aeolian dust samplers， Atmospheric Environment， 34 (7)， 1043-1057.
3. Janssen， W.， 1991. Prognostische Beschreibung eines Transportprofils bei Winderosion auf einem Ackerboden. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges. 65， 33–36.
4. Kuntze， H.， Beinhauer， R.T.， Tetzlaff， G.， 1989. Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges. 59/II， 1089–1094.