[發明專利]泥石流試驗用人工降雨模擬裝置

有效

• 申請號: 201711076229.3
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107843714B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王攀峰
• 申請（專利權）人: 威海暢享海天新材料科技有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 劉玉涵

本發明公開了一種泥石流試驗用人工降雨模擬裝置，能夠模擬不同的降雨類型，并建立不同降雨類型下的泥石流啟動模型，為泥石流預測預報提供依據。通過人工降雨裝置來模擬降雨情況，通過降雨監測裝置監測不同雨量下的土層變化情況，經控制裝置錄泥石流發生過程中的坡面徑流、坡體內部徑流、土體蠕滑變形情況及形成泥石流的時間，能夠建立不同降雨類型下的泥石流啟動模型。本發明中的壓力控制閥可以對河水的固體顆粒和浮游植物等進行很好的過濾，節能環保，并可以延長噴頭的使用壽命。

技術領域

本發明涉及泥石流啟動試驗技術領域，具體是一種泥石流試驗用人工降雨模擬裝置及模擬方法。

背景技術

泥石流是一種飽含大量泥沙石塊和巨礫的固液兩相流體，具有暴發突然、搬運沖擊淤埋能力強的特點，且有很大的破壞力，泥石流的性質決定了它的形成需要充足的水源。我國引發泥石流的水源主要來自暴雨，表現為當降雨量達到某一臨界雨量值時就會形成災害。所以，臨界雨量的確定對研究泥石流形成機制、分析預測泥石流未來活動特點以及指導泥石流防治工程設計等方面均具有重要意義。

觀測和統計資料表明，單溝泥石流和區域泥石流的發生都存在一個臨界雨量閾值，該閾值可根據泥石流發生的災害歷史事件和地貌、地質、地形、土壤、植被等影響因素或者試驗方法予以確定。近年來，降雨型泥石流發生雨量條件的研究以及基于降雨因素的災害預測預報問題備受國內外諸多泥石流學者的關注，成為近十多年來泥石流研究的一個熱點問題，眾多地質災害學者通過10min雨強，1h雨強，24h雨量，前n天有效雨量等降雨指標與泥石流發生關系的試驗和統計，建立了一系列基于雨量和雨強的預測預報模型，在很大程度上推動了泥石流災害預測預報問題的解決，并為我國防災減災工作做出了貢獻。

然而，已有的泥石流預報模型多是基于統計數據建立的，泥石流多發于監測資料匱乏的偏遠山區，已有的很多模型普適性無法滿足防災減災的需要，根據下墊面條件開展泥石流啟動原位試驗或模型試驗，進而根據下墊面條件確定各區域泥石流啟動的雨量閾值，結合試驗現象可以分析泥石流啟動的特點、泥石流規模及堆積特征，分析泥石流成災能力，評價潛在的影響范圍，并建立泥石流啟動模型，為今后泥石流預測預報提供依據。現有的泥石流啟動人工降雨裝置，結構設置較為單一，無法模擬區域點暴雨對泥石流啟動的影響，且降雨條件無法調控，模擬降雨與實際降雨條件差異顯著，導致獲取的數據失真，建立的模型其精度無法滿足防災減災需要。

在山區等偏遠地區進行模擬降雨時，所用的水源多為當地的河流中的水，但河流中的水含有很多固體顆粒和浮游植物等，直接用來擬降雨，容易造成噴水裝置的堵塞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種泥石流試驗用人工降雨模擬裝置及模擬方法，能夠模擬不同的降雨類型，并建立不同降雨類型下的泥石流啟動模型，為泥石流預測預報提供依據。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

泥石流試驗用人工降雨模擬裝置，包括人工降雨裝置、降雨監測裝置及控制裝置，所述人工降雨裝置包括水箱、水泵、降雨支架及降雨噴頭，降雨噴頭設置于降雨支架上，降雨噴頭經輸水管道連接水箱，水箱與水泵相連；所述降雨監測裝置采用雨量計，雨量計設置于降雨噴頭下方，雨量計與控制裝置相連。

優選地，所述降雨監測裝置還包括定桿、測量桿、含水率傳感器及位移傳感器，所述定桿插入降雨區域外的土層中，定桿上部設置有拉伸傳感器，測量桿插入降雨區域內的土層中，測量桿的頂部經鋼絲連接拉伸傳感器，所述含水率傳感器及位移傳感器均埋設于降雨范圍內的土層中，拉伸傳感器、含水率傳感器及位移傳感器的輸出端均與控制裝置相連。

優選地，所述降雨監測裝置還包括攝像機，攝像機經降雨支架設置于降雨范圍外，攝像機與控制裝置相連。