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      人工模擬降雨裝置

      2016-2-24 12:46:06      點擊:
       

      人工模擬降雨裝置

      降雨是引起地面水土流失及滑坡,崩塌,泥石流等山區自然災害的重要因素之一。因此,在地學,農學,工程文學等學科領域內,許多重要的研究課題,都要以降雨的影響因子來進行試驗研究,特別是研究土壤侵蝕過程,水土流失規律及其水土保持措施和效益等方面。運用的更為廣泛。在利用天然降雨時,常常會受到時間和地域等條件的限制,給試驗工資帶來極大的研究課題。有效地使用人工模擬降雨裝置來進行降雨試驗,是一種較理想的降雨方法,它不受時間和空間的限制,可以重現天然降雨,既能節約大量的人力和物力,又能在短時期內重復試驗,縮短試驗周期。人工模擬降雨裝置,還可以根據試驗的需要,對降雨進行有效的控制,模擬不同的降雨強度,不同雨型的降雨,有利于我們從多方面來研究降雨的各種特征(雨量,雨強,雨滴大小和分配,降雨動能等)對土壤侵蝕的影響,也有利于我們研究不同的植被,坡度,土壤類型,土地利用以及水土保持措施等因素對水土流失的影響。

      1人工模擬降雨裝置的發展歷程

      早在三十年代初,人們使用噴壺作為雨滴發生器來進行模擬降雨試驗,這就是最早最簡單的人工模擬降雨裝置。

      到了四十年代末,五十年代初,隨著天然降雨各種特性的研究更加深入以及模擬降雨方法的廣泛應用,人工模擬降雨裝置的研制收到了重視,斆捉B等人用鋼板做成一個矩形槽,在箱底上安裝許多小鋼管,獲得了模擬降雨裝置。阿莫羅喬設計了一種由兩個噴頭組成的模擬降雨裝置。日本的渡邊武夫在七十年代初,設計了一種針管壓力盒組合式的降雨裝置。

      在國內,從五十年代后期起,就開始研制引進模擬降雨裝置,并將人工模擬降雨的方法用于土壤侵蝕和徑流觀測等方面的試驗研究工作。較早進行這項工作的有黃河水利委員會水利研究所和中國科學院西北水土保持所,使用了側噴式模擬降雨裝置。中國科學院北京地理研究所,鐵道科學研究所西南研究所等單位,使用了針管桁架式模擬降雨裝置。

      近年來,人工模擬降雨裝置的日趨完善,由簡單到復雜,從小型到大型,從手動操作到自動控制的模擬裝置等,不斷涌現出來,尤其是對降雨噴頭的研究更為重視。

      2降雨噴頭

      降雨噴頭是人工模擬降雨裝置的核心部分,模擬降雨裝置能不能較好的模擬天然降雨的各種特征,重現天然降雨,降雨噴頭的設計起著關鍵性的作用,所以噴頭的研制和選擇特別收到人們的重視,目前噴頭主要歸納為:滴水式和噴水式。

      3人工模擬降雨實驗室及降雨裝置

      美國伊利諾斯大學土木工程系的WES模擬降雨系統

      日本科學技術廳國立預災科學技術中心的降雨實驗室

      中國科學院-水利部西北水土保持研究所所建立土壤侵蝕模擬降雨實驗室

      4野外試驗用的人工模擬降雨裝置

      美國振動式模擬降雨裝置

      澳大利亞轉盤式模擬降雨裝置

      北京知控高科小型ZK-3便攜式人工模擬降雨裝置

      大型ZK-2野外移動式人工模擬降雨系統

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