[實用新型]一種便攜式人工模擬降雨裝置

有效

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• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN203069577U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 楊勝天;宋文龍
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本實用新型是地理學研究中使用的一種便攜式人工模擬降雨裝置（簡稱為CSRS），它用于野外開展人工模擬降雨實驗，屬于自然地理系統(tǒng)技術領域。?

背景技術

人工模擬降雨方法，是利用機械裝置模擬天然降雨，開展相關科學研究并迅速獲取科研數(shù)據(jù)的科學方法，已成為室內(nèi)和野外試驗的重要技術手段。?

20世紀30年代美國就廣泛采用人工模擬降雨方法研究土壤入滲、坡面產(chǎn)流和土壤侵蝕等科學問題，我國也從20世紀60年代開始人工模擬降雨機的研制，并根據(jù)降雨形成的方式將其分為噴咀式和針管式兩種類型，為盡量真實地模擬天然降雨，人工模擬降雨裝置應符合如下具體要求：（1）滿足一定合理范圍的可變雨強；（2）降雨的均勻性，通常均勻系數(shù)在0.8以上；（3）雨譜與天然降雨接近；（4）雨滴終點速度與天然降雨接近；(5)降雨動能與同雨強的天然降雨吻合；（6）降雨的穩(wěn)定性和可重復性；（7）環(huán)境適應性強。對于降雨-徑流模擬實驗，人工模擬降雨裝置產(chǎn)生的模擬降雨只要具備與天然降雨相似的降雨均勻性和降雨強度，即能滿足實驗要求；對于降雨-土壤侵蝕模擬實驗，人工模擬降雨只要具備與天然降雨相似的降雨均勻性、雨滴中數(shù)直徑、終點速度和雨滴譜特性，即可滿足實驗要求。國內(nèi)外具有代表性的人工模擬降雨裝置主要有：振動式模擬降雨裝置，轉盤式模擬降雨裝置，槽式人工模擬降雨機，SR型人工模擬降雨裝置等。?

北京師范大學地理學與遙感科學學院一直致力于人工模擬降雨裝置的研制與改進。劉寶元等在美國槽式降雨機的基礎上，進行了二次開發(fā)和改進，對促進我國人工模擬降雨機的研制方面做了大量的工作，但由于受材質(zhì)、動力及水源的限制，現(xiàn)有人工模擬降雨裝置搬運及運作相對費力，資金投入大。本儀器在人工模擬降雨機的便攜性方面有所創(chuàng)新，替換了供水動力裝置，采用人工壓力泵作為供水動力裝置，重新構建了便攜式人工模擬降雨裝置，為野外大批量人工模擬降雨實驗開展和數(shù)據(jù)獲取提供了技術支持。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種便攜式人工模擬降雨裝置，它克服了現(xiàn)有裝置成本高、攜帶不便、且對動力要求較高等限制，從而使儀器裝置更易操作、更便攜、對野外作業(yè)環(huán)境適應性更強，為多種控制條件下大批量人工模擬降雨試驗的開展和相關數(shù)據(jù)的獲取提供了可能。?

本實用新型在借鑒人工模擬降雨裝置原理和要求的基礎上，充分考慮傳統(tǒng)供水動力裝置對交流電源需求或蓄電池搬運不便等限制因素，更換人工供水動力裝置，重新構建了便攜式人工模擬降雨裝置，既實現(xiàn)了便攜又降低了成本。?

本實用新型的技術方案是：一種便攜式人工模擬降雨裝置，它是由供水動力裝置、降雨噴頭、支架、樣方裝置和土壤水監(jiān)測裝置等組件組成（圖1）。它們之間的位置連接關系是：降雨噴頭固定在支架頂端并置于樣方裝置正上方，它通過供水動力裝置的輸水管與該裝置中的壓力表、流量計、人工壓力泵和水桶連接，樣方裝置中的樣方框嵌入土壤樣方，三面封閉，開放一面與該裝置中的集流槽無縫結合，遮雨罩完全遮蔽集流槽，量杯置于集流槽出水端下方；土壤水監(jiān)測裝置中的土壤水傳感器通過網(wǎng)口式插口連接該裝置中的HOBO采集器，并通過HOBO數(shù)據(jù)線將HOBO采集器與筆記本電腦相連。?

所述供水動力裝置由水桶、輸水管、人工壓力泵、壓力表和流量計組成，彼此按序相互連接；采用人工壓力泵，通過人力做功產(chǎn)生壓力，將水桶中的水通過輸水管壓到降雨噴頭，產(chǎn)生降雨；在輸水管上安裝壓力表和流量計，分別標示壓力泵壓力和通過的水流量（圖1中組件2,3,5,6,7）。該人工壓力泵、壓力表、水桶、輸水管和流量計都是市購件。?

所述降雨噴頭是產(chǎn)生降雨的關鍵部件，本實用新型中所用降雨噴頭在壓力泵壓力下產(chǎn)生錐形均勻降雨，在兩米高度形成1*1m2樣方可用降雨區(qū)（圖1中組件1）。該降雨噴頭是市購件。?

所述支架為倒L形金屬結構件，包括底座和可伸縮桿，用于固定并將降雨噴頭升到預定高度，通常在試驗中將降雨噴頭升到兩米高度，保證形成均勻降雨（圖1中組件4）。?