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人工模拟降雨装置

2016-2-24 12:46:06      点击:
 

人工模拟降雨装置

降雨是引起地面水土流失及滑坡,崩塌,泥石流等山区自然灾害的重要因素之一。因此,在地学,农学,工程文学等学科领域内,许多重要的研究课题,都要以降雨的影响因子来进行试验研究,特别是研究土壤侵蚀过程,水土流失规律及其水土保持措施和效益等方面。运用的更为广泛。在利用天然降雨时,常常会受到时间和地域等条件的限制,给试验工资带来极大的研究课题。有效地使用人工模拟降雨装置来进行降雨试验,是一种较理想的降雨方法,它不受时间和空间的限制,可以重现天然降雨,既能节约大量的人力和物力,又能在短时期内重复试验,缩短试验周期。人工模拟降雨装置,还可以根据试验的需要,对降雨进行有效的控制,模拟不同的降雨强度,不同雨型的降雨,有利于我们从多方面来研究降雨的各种特征(雨量,雨强,雨滴大小和分配,降雨动能等)对土壤侵蚀的影响,也有利于我们研究不同的植被,坡度,土壤类型,土地利用以及水土保持措施等因素对水土流失的影响。

1人工模拟降雨装置的发展历程

早在三十年代初,人们使用喷壶作为雨滴发生器来进行模拟降雨试验,这就是最早最简单的人工模拟降雨装置。

到了四十年代末,五十年代初,随着天然降雨各种特性的研究更加深入以及模拟降雨方法的广泛应用,人工模拟降雨装置的研制收到了重视。玛米绍等人用钢板做成一个矩形槽,在箱底上安装许多小钢管,获得了模拟降雨装置。阿莫罗乔设计了一种由两个喷头组成的模拟降雨装置。日本的渡边武夫在七十年代初,设计了一种针管压力盒组合式的降雨装置。

在国内,从五十年代后期起,就开始研制引进模拟降雨装置,并将人工模拟降雨的方法用于土壤侵蚀和径流观测等方面的试验研究工作。较早进行这项工作的有黄河水利委员会水利研究所和中国科学院西北水土保持所,使用了侧喷式模拟降雨装置。中国科学院北京地理研究所,铁道科学研究所西南研究所等单位,使用了针管桁架式模拟降雨装置。

近年来,人工模拟降雨装置的日趋完善,由简单到复杂,从小型到大型,从手动操作到自动控制的模拟装置等,不断涌现出来,尤其是对降雨喷头的研究更为重视。

2降雨喷头

降雨喷头是人工模拟降雨装置的核心部分,模拟降雨装置能不能较好的模拟天然降雨的各种特征,重现天然降雨,降雨喷头的设计起着关键性的作用,所以喷头的研制和选择特别收到人们的重视,目前喷头主要归纳为:滴水式和喷水式。

3人工模拟降雨实验室及降雨装置

美国伊利诺斯大学土木工程系的WES模拟降雨系统

日本科学技术厅国立预灾科学技术中心的降雨实验室

中国科学院-水利部西北水土保持研究所所建立土壤侵蚀模拟降雨实验室

4野外试验用的人工模拟降雨装置

美国振动式模拟降雨装置

澳大利亚转盘式模拟降雨装置

北京知控高科小型ZK-3便携式人工模拟降雨装置

大型ZK-2野外移动式人工模拟降雨系统