利用人工模擬降雨機來實現人工模擬降雨實驗侵蝕實驗現象的定制

1 實驗目的

 通過本實驗，了解人工模擬降雨機的工作原理，掌握利用人工模擬降雨機來實現降雨導致的土壤侵蝕作用、降雨侵蝕的發生過程、影響降雨侵蝕量的主要因素等。

2 實驗原理

降雨導致的土壤侵蝕量大小，主要取決于降雨歷時、降雨強度和降雨量等，同時還受到土壤種類（不同土壤的可蝕性不同）、地面坡度、地表覆蓋物種類及其覆蓋物數量等多種因素的影響。

 本實驗人工模擬降雨機，采用特定土壤（限于教學時數只能選擇一種土壤），通過改變有限的因素（降雨量、降雨強度、降雨歷時、地面坡度）探討土壤侵蝕量（土壤流失量）的大小，進而通過分析實驗數據得到以上因素與土壤侵蝕量的相關關系。

本試驗中，我們設計了兩種因子的研究，即降雨歷時（3min、5min和10min）和地面坡度（10°、20°、30°）。

3 人工模擬降雨機的主要性能

有效降雨面積：1.5m×1.5m；

雨滴發生器至地面垂直高度：2.0m；

降雨強度：10 mm/h ~ 200 mm/h 連續可調；

雨滴直徑：1.7 mm ~3.0mm；

降雨歷時：0~24 h 自動控制；

工作方式：手動、自動兩種方式任選。

本次實驗以降雨歷時和坡度為影響因子，研究與坡面產沙量的關系。根據查閱文獻和實驗分析的結果表明，降雨歷時與產沙量關系較為復雜，可能不存在單純的線性關系。坡度是產沙量重要的影響因子，與產沙量線性關系較好，與前人的研究結果對比，也印證了這一結論。此外，從文獻中發現，降雨強度是產沙量好重要的影響因子，從許多學者的研究數據中可以看出，降雨強度對坡面產沙量的影響比坡度更加顯著，但由于實驗條件所限，本次實驗并沒有設置降雨強度為研究因子。