本發(fā)明涉及人工模擬降雨技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

近年來，人們對于各類邊坡土壤侵蝕包括各類土壤堆置體安全存放越來越重視，對其進(jìn)一步的研究無論是對于水土保持還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有十分重要的意義。利用天然降雨對土壤侵蝕進(jìn)行實際監(jiān)測，受環(huán)境氣候影響太大，很難滿足研究的需要。通過人工模擬降雨的方法，控制試驗條件、模擬不同環(huán)境，可有效克服自然降雨規(guī)律性不足對科研的限制。

目前，人工模擬降雨裝置主要有四種類型，即管網(wǎng)式、針管式、懸線式和噴嘴式。即便如此，面對野外復(fù)雜的地形環(huán)境，不同類型的人工模擬降雨裝置都或多或少的存在著不同的問題，諸如靈活性差、不便于控制；造價昂貴，實驗成本較高；野外難以快速組裝應(yīng)用等等。因此，設(shè)計一種適應(yīng)野外地形環(huán)境且操作簡便，同時又滿足不同降雨要求的人工模擬降雨裝置具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置及其應(yīng)用方法，可實現(xiàn)雨強(qiáng)動態(tài)變化仿真模擬降雨，對于精度要求不太高，規(guī)模較大的野外土壤模擬侵蝕等研究產(chǎn)生理想效應(yīng)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

提供一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置，包括供水管道，所述的供水管道一端為供水端且另一端為噴淋端，所述的供水端安裝由水箱供水的自吸泵，所述的噴淋端安裝至少兩個噴頭，所述的噴頭獨(dú)立連接電磁閥和解碼器，并通過電源線將各個解碼器串聯(lián)后連接于控制器。

在人工模擬降雨過程中，利用自吸泵將水從供水管道的供水端保持恒定壓力輸送到噴淋端，噴淋端通過控制器自動調(diào)控解碼器啟閉不同數(shù)量、規(guī)格的噴頭實現(xiàn)動態(tài)變化仿真模擬降雨。

作為優(yōu)選，所述的供水管道上在供水端和噴淋端之間還安裝有壓力表和流量計。

設(shè)置安裝壓力表和流量計，可以對供水管道內(nèi)的水壓和流量實行監(jiān)測，

進(jìn)一步的，所述的噴頭通過異徑三通與供水管道的噴淋端連接。

作為優(yōu)選，所述的自吸泵為變頻恒壓自吸泵。

變頻恒壓自吸泵設(shè)定壓力可調(diào)且保持供水壓力恒定，可以保證模擬降雨的過程中噴頭處的供水水壓穩(wěn)定，確保噴頭工作環(huán)境的安全和模擬降雨的準(zhǔn)確度，使得實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。

作為優(yōu)選，所述的供水管道置于待測坡面的坡底并與坡底間距0.5-1.0m。

供水管道置于待測坡面的坡底并與坡底間距0.5-1.0m，可提高降雨均勻度并有效消除無效疆降雨面積，減少水資源的浪費(fèi)。

作為優(yōu)選，所述的噴頭與待測坡面的安置角度為75°~90°。

通過設(shè)置噴頭與待測坡面的安置角度，可以充分利用的噴頭的有效射程，達(dá)到完美的噴射效果，有利保證模擬降水的雨強(qiáng)。

作為優(yōu)選，所述的噴頭為噴射角度、射程可調(diào)的旋轉(zhuǎn)多射線的噴頭。

通過調(diào)整噴頭噴射角度和射程達(dá)到最佳降雨面積，旋轉(zhuǎn)多射線噴嘴確保降雨的均勻度。

進(jìn)一步的，所述的供水管道分別與異徑三通、流量計、壓力表和自吸泵之間密封活接；所述的電磁閥分別與噴頭、解碼器和異徑三通之間密封活接。

活接便于裝置的靈活組裝與運(yùn)輸，密封處理確保裝置工作環(huán)境的穩(wěn)定。

一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置的應(yīng)用方法：包括以下步驟：

一、開啟自吸泵，利用變頻恒壓自吸泵將水從供水管道的供水端保持恒定壓力輸送到噴淋端；

二、噴淋端通過控制器自動調(diào)控解碼器啟閉不同數(shù)量、規(guī)格的噴頭的組合形式的動態(tài)變化實現(xiàn)任意雨強(qiáng)、不同歷時的人工模擬降雨過程。

作為優(yōu)選，所述的噴頭可通過調(diào)整噴射角度和射程達(dá)到最佳降雨面積，噴射角度和射程調(diào)整后噴頭的雨強(qiáng)保持不變。

本發(fā)明的有益效果：

一、可靈活安裝、拆卸且運(yùn)輸方便，適用于野外復(fù)雜地形，對于精度要求不太高，規(guī)模較大的土壤模擬侵蝕等研究產(chǎn)生理想效應(yīng)。

二、噴淋端的各個噴頭獨(dú)立可控，通過調(diào)控各個噴頭不同啟閉狀態(tài)和不同規(guī)格型號噴頭的組合形式實現(xiàn)動態(tài)變化的任意雨強(qiáng)、不同歷時的人工模擬降雨過程。

三、模擬降雨均勻度高，噴灑穩(wěn)定，水滴粒徑及終點速度基本滿足自然降雨要求，通過調(diào)整噴頭噴射角度和射程達(dá)到最佳降雨面積，且降雨強(qiáng)度保持不變。

四、成本低，使用壽命長，維護(hù)簡便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明模擬人工降雨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中噴淋端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中所示：

1、待測坡面，2、噴頭，3、電磁閥，4、解碼器，5、電源線，6、控制器，7、流量計，8、壓力表，9、自吸泵，10、供水管道，11、水箱。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，對本方案進(jìn)行闡述。

一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置，包括供水管道10，所述的供水管道10一端為供水端且另一端為噴淋端，所述的供水端安裝由水箱11供水的自吸泵9，其中自吸泵9為變頻恒壓自吸泵，變頻恒壓自吸泵設(shè)定壓力可調(diào)且保持供水壓力恒定，可以保證模擬降雨的過程中噴頭處的供水水壓穩(wěn)定，確保噴頭工作環(huán)境的安全和模擬降雨的準(zhǔn)確度，使得實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。

所述的噴淋端通過異徑三通安裝至少兩個噴頭2，可以根據(jù)實驗要求設(shè)置3個、4個、5個、6個甚至更多個噴頭2，各個噴頭2獨(dú)立連接電磁閥3和解碼器4，并通過電源線5將各個解碼器4串聯(lián)后連接于控制器6。所述的噴頭2與待測坡面1的安置角度為75°~90°，所述的噴頭2為噴射角度、射程可調(diào)的旋轉(zhuǎn)多射線的噴頭。

所述的供水管道10上在供水端和噴淋端之間還安裝有壓力表8和流量計7。

所述的供水管道10置于待測坡面1的坡底并與坡底間距0.5-1.0m，作為優(yōu)選方案，供水管道10與坡底的間距設(shè)置為0.5m，可提高降雨均勻度，消除無效降雨面積。

所述的供水管道10分別與異徑三通、流量計7、壓力表8和自吸泵9之間密封活接；所述的電磁閥3分別與噴頭2、解碼器4和異徑三通之間密封活接。

野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置的應(yīng)用方法：

一、開啟自吸泵9，利用變頻恒壓自吸泵將水從供水管道10的供水端保持恒定壓力輸送到噴淋端；

二、噴淋端通過控制器6自動調(diào)控解碼器4啟閉不同數(shù)量、規(guī)格的噴頭的組合形式的動態(tài)變化實現(xiàn)任意雨強(qiáng)、不同歷時的人工模擬降雨過程。

所述的噴頭2可通過調(diào)整噴射角度和射程達(dá)到最佳降雨面積，噴射角度和射程調(diào)整后噴頭的雨強(qiáng)保持不變。

當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，在此不再贅述；以上實施例及附圖僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種野外用動態(tài)變化仿真模擬降雨裝置及其應(yīng)用方法，人工模擬降雨裝置包括供水管道（10），所述的供水管道（10）一端為供水端且另一端為噴淋端，所述的供水端安裝由水箱（11）供水的自吸泵（9），所述的噴淋端安裝至少兩個噴頭（2），所述的噴頭（2）獨(dú)立連接電磁閥（3）和解碼器（4），并通過電源線（5）將各個解碼器（4）串聯(lián)后連接于控制器（6）。本發(fā)明成本低，可實現(xiàn)雨強(qiáng)動態(tài)變化仿真模擬降雨，對于精度要求不太高，規(guī)模較大的野外土壤模擬侵蝕等研究產(chǎn)生理想效應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳為峰;鄧從;王文中;劉志全;宋希亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.19
技術(shù)公布日：2017.09.29