冻土器

测量土壤冻结深度的仪器

冻土器是测量土壤冻结深度的仪器，由外管和内管组成。外管为一标有0刻度线的硬橡胶管。内管为一根有厘米刻度的软橡胶管，底端封闭，顶端与短金属管、木棒及铁盖相连。内管中灌注当地干净的一般用水至刻度的0线处。

简介

冻土器是观测冻土的仪器，由外管和内管组成。内管灌入干净的水至零线处，底端用重锤封住，顶端的放水螺丝与外管的铁盖相结。外管埋进土壤中，基线与地面平齐。当地面温度降到0℃时，每天观测8次。

背景知识

冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态。承担冻土观测的气象站，根据埋入土中的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻结层次及其上限和下限深度。冻土深度以厘米（cm）为单位，取整数，小数四舍五入。当地面温度降到0℃或以下，土壤开始冻结时，在每日8时观测一次冻土，直至次年土壤完全解冻为止。

冻土观测仪器为冻土器。

构造

冻土器由外管和内管组成。外管为一标有0cm刻度线的硬橡胶管；内管为一根有cm刻度的橡皮管(管内有固定冰用的链子或铜丝、线绳)，管内有固定冰用的金属链子，底端封闭，顶端与短金属管和木棒及铁盖相连。内管中灌注干净的水(河水、井水、自来水等)至刻度的0线处。

使用方法

冻土器的安装

安装在观测场内有自然覆盖物的地段。有直管地温表的气象站，可安装在直管地温场中320cm深层地温表的西边，相距约50cm。外管和内管的0线刻度要平齐，并与地表在同一水平面上，其它安装要求和方法均同直管地温表。

观测和记录

（1）当地面温度降到0℃或以下，土壤开始冻结时，应在每日08时观测冻土一次，直至次年土壤完全解冻为止。冻土深度不足0.5cm时，上、下限均记“0”。

（2）观测时，一手把冻土器的铁盖连同内管提起，用另一只手摸测内管冰(包括冻结得不够坚实的冰柱)所在位置，从管壁刻度线上读出冰上下两端的相应刻度数，即分别为此一冻结层的上、下限深度值，记入观测簿当天冻土深度栏。冻土深度观测完毕即将内管重新插入，并盖好盖子。

（3）如某次测到两个冻结层，上面一段冰柱在0cm至7cm间，下面一段冰柱在20cm至150cm间，在中间段未冻结。则第一栏记下面一段冰柱的测定值，上限深度记“20”，下限深度记“150”；第二栏记上面一段冰柱的测定值，上限深度记“0”，下限深度记“7”。

观测操作力求迅速，尽量勿使内管弯折。遇结冰不够坚实或气温较高时尤须小心，尽量避免冰柱滑动或消融。

冻土器的检查

在每年入冬前安装冻土器时, 我们按照规范“ 应注意检查内管、外管的0 线与地面是否齐平” 的要求进行检查, 发现外套管位移数达5 一6 厘来。基于此, 我们又对40、80、1 60、320 厘米直管地温表分别进行了检查,结果发现都有不同程度的位移( 下陷)。而次年春季由于土壤解冻、地中温度增高等原因,发现直管地温表和冻土器的外套管又发生了位移。按照规范的要求, 当直管地温表, 冻土器外套管发生位移时应及时进行调整, 外套管下陷的调整方法是将硬橡胶套管稍稍拢出, 用卷尺测量, 并调整到使各表惑应部分中公距离地面的深度符合要求为止, 再把管壁四周与土层之间的空隙用细土充填、捣紧。所以, 在土壤冻结前和土壤完全解冻后, 要特别注意直管地温表及冻土器的检查与维护, 以确保记录的准确性。

冻土器的修复

冻土器观测是地面气象观测项目之一。虽经多年使用，但至今仍没有改进。各站在冬季的观测使用中，最普遍出现的故障是内管中的铁链中断，中断后的链子堆积在冰柱上端而无法确定冻土刻度。冰柱稍短时，由于铁链堆积重量大造成冰柱整体下滑，出现记录失真。因此，发现铁链中断时，要及时修复。

冻土器的快速修复方法

从冻土器外管内提出冻土器内管，用搬手将冻土器内管与担环木杆分离。把冻土器内管拿回室内放入装有热水的盆内。待管内的冰柱融化后解开接头处的绑扎绳，取出内管里的铁链，将中断处重新接好。根据多年修理经验，铁链在内管里一定要松驰，比内管长度稍长一点，以免弯曲内管时拉断铁链。

修理好铁链后，重新装入内管并注满水，扎好接头，拧紧螺丝。到室外选一阴冷处，把已注好水的内管垂直吊好，让内管里的水柱冻结，等水柱冻结坚硬后，取一装有热水的脸盆，将内管从下部逐渐放入热水中。放入热水中的冰柱立刻化成水柱，融化的水柱接近修复前的刻度时，速度放慢，正好达到修复前的刻度时，立刻将内管从热水中取出，擦干，与提环木杆连接好，放入冻土器外套管内，至此，一次修复完成。

冻土器的改进

冻土器的改进措施

(1) 使用中冻土器内管铁链中断，虽然能快速进行修复，但也是很麻烦。采用铁链加绳的方法，完全克服了铁链中断堆积下沉现象，即省时又省力，避免使用中再出现故障。其方法是在安装冻土器时找一根很细的尼龙绳，一端与铁链上挂勾扎紧，往下每间隔#-. 在铁链左右穿过，每隔5cm左右线绳与铁链做一次结扎，两结之间线绳一定要比铁链松，这样一直结扎到当地历年最大刻度为止。然后把与线绳结扎好的铁链穿入冻土器内管中，再按正常方法将冻土器安装好。

(2) 上挂钩加固。挂钩与端铁是用锡焊的方法连接的。内链中断是锡焊处开焊造成的。解决的方法是在冻土器安装前，将端铁与钩锡焊处改用风焊。

规格

冻土器LQX-DT长度规格由1250px到11250px不等，可根据当地可能出现的最大冻土深度选用适当的规格。适用于气象台（站），用来测量土壤冻结和解冻的深度，冻土器外管内径30mm，外径40mm。

技术指标

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