[發(fā)明專利]一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107014978B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 王偉;顧建康
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M10/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;何家鵬

本發(fā)明涉及一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的方法及裝置，方法包括以下步驟：1)根據雨滴譜將雨滴劃分為多種規(guī)格，統(tǒng)計出各規(guī)格的雨滴所占的比例，獲取每一規(guī)格雨滴直徑范圍的中值；2)設置支撐架，在其頂部設置多個呈矩陣式分布的安置槽；3)生產出數量與安置槽的個數相等的雨滴發(fā)生板，確定需要開設在每一雨滴發(fā)生板上的各規(guī)格的滴孔的數量，以所獲得的中值作為各規(guī)格滴孔的直徑；4)利用打孔設備將每種規(guī)格的滴孔隨機打在雨滴發(fā)生板上；5)將打孔完畢的雨滴發(fā)生板隨機安裝在支撐架的安置槽內，并將支撐架的側壁與振動發(fā)生設備連接；6)將支撐架懸吊在已有人工模擬降雨裝置的下方，當人工模擬降雨裝置運行時，啟動振動發(fā)生設備。

技術領域

本發(fā)明涉及一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的方法及裝置，屬于人工模擬降雨技術領域。

背景技術

人工模擬降雨是研究地表水文過程、土壤侵蝕過程、水土流失規(guī)律及水土保持措施和效益等方面的重要技術手段。20世紀60年代前，美國就開始研究人工模擬降雨技術，發(fā)展出下噴式、側噴式和旋轉式等多種模擬降雨技術。隨后通過對天然降雨規(guī)律的不斷研究，又逐步實現(xiàn)了對降雨雨滴大小，降雨強度和降雨歷時的控制，使得人工模擬降雨技術逐步成熟，并在全球范圍內得到廣泛應用。我國自20世紀80年代以來，開始開展人工模擬降雨技術研究，一方面是對美國技術的直接引進和改進，另一方面是根據我國的實際需要發(fā)展具有特色的降雨技術。

目前國內外的模擬降雨技術都存在一些缺點，人工模擬降雨裝置對降雨特征的控制還不夠準確，不能有效控制雨滴的分布。另外，現(xiàn)有人工模擬降雨裝置主要通過調節(jié)系統(tǒng)壓力改變雨強度，因大多降雨裝置中噴頭均有霧化作用，當降雨強度增大時，雨滴變小，降雨強度減小時，雨滴變大，這與天然降雨雨滴與雨強變化規(guī)律恰好相反，導致大量基于人工模擬降雨技術的實驗結果代表性較差。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的方法及裝置，應用該方法和裝置能夠在人工模擬降雨中精確地實現(xiàn)預期的降雨雨滴大小和分布,使人工模擬降雨更接近天然降雨的規(guī)律。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的方法，包括以下步驟：1)根據待模擬降雨的雨滴譜，將降雨的雨滴劃分為多種規(guī)格，每一種規(guī)格對應一個雨滴直徑范圍，統(tǒng)計出各規(guī)格的雨滴所占的比例，并獲取每一規(guī)格所對應的雨滴直徑范圍的中值；2)設置一支撐架，在支撐架的頂部設置多個呈矩陣式分布的安置槽；3)生產出數量與安置槽的個數相等的雨滴發(fā)生板，按照步驟1)所統(tǒng)計出的比例確定需要開設在每一雨滴發(fā)生板上的各規(guī)格的滴孔的數量，以步驟1)所獲得的中值作為各規(guī)格的滴孔的直徑；4)利用打孔設備將每種規(guī)格的滴孔按照步驟3)所確定的數量隨機打在雨滴發(fā)生板上；5)將打孔完畢的雨滴發(fā)生板一一隨機安裝在支撐架的安置槽內，并將支撐架的側壁與振動發(fā)生設備連接；6)將支撐架懸吊在已有人工模擬降雨裝置的下方，當人工模擬降雨裝置開始運行時，啟動振動發(fā)生設備，人工模擬降雨裝置噴出的雨滴落在雨滴發(fā)生板上，雨滴在振動發(fā)生設備的驅使下分別從雨滴發(fā)生板上的滴孔中落下，從而模擬出所要求的降雨雨滴的大小和分布。

一種在人工模擬降雨中控制雨滴直徑和分布的裝置，其特征在于：包括支撐架，在所述支撐架上設置有多個呈矩陣式分布的安置槽，在每一所述安置槽中設置一個雨滴發(fā)生板；所述雨滴發(fā)生板為布滿滴孔的板結構，各所述雨滴發(fā)生板上的所述滴孔的數量相同；所述滴孔按照直徑的不同劃分為多種規(guī)格；不同的所述雨滴發(fā)生板上所具有的同一規(guī)格的滴孔的數量相同；所述支撐架的一側與振動發(fā)生設備連接。

進一步地，所述雨滴發(fā)生板上的各規(guī)格的所述滴孔的位置是隨機分布的。

進一步地，所述支撐架上的所述安置槽中的所述雨滴發(fā)生板的位置是隨機分布的。