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SUSTRA風蝕觀測系統

SUSTRA（Suspension Sediment Trap）*初由德國風蝕研究項目（German Wind Erosion Reserch Project）研制（Kuntze and Beinhauer， 1989），并由德國UGT生產成為風蝕觀測的專業儀器設備，用于監測自然界的風沙運動趨勢和土壤風蝕作用、土壤沙化與荒漠化監測、土壤有機質（SOC）剝蝕等

SUSTRA風蝕觀測系統帶有自動風向控制的沙塵采集系統，收集隨風揚起的沙塵，并即時通過電子天平對收集到的沙塵進行稱重，數據采集器自動記錄收集沙塵的時間和采集的沙塵量（電子天平稱重獲得），同時利用外接的氣象單元，同步監測記錄風蝕過程中的風速、風向、溫濕度和太陽輻射等氣象因子。

SUSTRA風蝕觀測系統具有如下特點：

• 自動記錄風蝕沉淀物侵蝕的起始時間、強度以及沉淀物隨時間變化的累計量
• 記錄相關過程中的氣象參數如風速、風向、溫濕度、雨量、輻射、土壤水分與土壤溫度等
• 通過選配Sedimat土壤粒徑分析儀，可以分析風蝕物的粒徑分布及與風速等環境因子的關系
• 自動風向控制、自動采集沙塵和土壤顆粒、自動采集記錄數據
• 采集粒徑范圍為中等到細的沙塵（medium-to-fine sand fraction），采集效率達80%

配置方案

1. 基本配置：為SUSTRA風蝕觀測主機，包括、自動風蝕沉淀物收集器、數據采集器及野外精確稱重天平等
2. 建議選配：四向沙塵通量監測采集筒，以采集監測沙塵通量（單位為毫克每天每平米）；或選配降塵率監測采集筒，用于被動采集風蝕沙塵并計算降塵率（毫克每天每平方米），可以選配多個以監測風蝕空間異質性

3.

建議選配：垂直梯度MWAC風蝕采集系統，以采集不同梯度的沙塵，標準配置為4個梯度

1. 建議選配：梯度風蝕專業氣象站（國產）：標準配置包括3層風速風向、2層空氣溫濕度、2層土壤溫度和土壤水分、雨量筒
2. 選配：自動氣象觀測站，包括風速、風向、溫濕度、雨量、輻射、大氣壓等
3. 選配：地下水位計，用于監測地下水位
4. 選配：Sedimat土壤粒徑分析系統

技術指標：

1. 測量間隔：5 mins；RAM內存容量：可連續監測80天（5min時間間隔）
2. 測量范圍：0-1200g，測量精度：0.1g；
3. 進風口：內徑50mm，高度23cm，通過調節稱重箱的埋深，可以調節進風口離地面的高度；
4. 四向沙塵通量監測采集筒：4個1000ml采集筒，1.6m高，符合英國標準BS1747Pt5，重量約14kg；
5. 降塵率采集筒：陽極電鍍鋁采集筒，直徑227mm，5000ml采集瓶，重量約8kg
6. MWAC梯度風蝕采集系統：采集瓶進氣口和出氣口內徑7.5mm，容量100ml
7. 梯度風蝕專業氣象站：

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

1. 自動氣象觀測站：

1. 翻斗式雨量計：采樣面積：200 cm² （WMO世界氣象組織標準）；分辨率：0.1mm （相當于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：測量范圍：0-1400 W m^-2；響應時間：< 18 s for 95% of end value；測量精度：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：測量范圍：-300—+1000 W m^-2；響應時間：< 20 s for 90% of end value；測量精度：10 µV/Wm^-2；光譜范圍：0.3—60 µm；誤差范圍：< 2.5%
4. 風速傳感器：測量精度：1% (±0.1m s^-1)；測量分辨率：0.25 m s^-1
5. 風向傳感器：測量范圍：0—355°；分辨率： 0.3°
6. 空氣溫濕度傳感器：濕度測量范圍：0—100 % （± 4 %）；溫度測量范圍：-30～+70°C +/- 0.1 K，分辨率：0.1°C （PT100探頭，0.3°C）
7. 壓力傳感器（溫度補償）：測量范圍：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

產地：德國

重要參考文獻：

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.