總述

人工模擬降雨實驗主要基于便攜式人工模擬降雨器在野外實驗基地進行土壤侵蝕模擬試驗。在研究了國內(nèi)外現(xiàn)有便攜式人工模擬降雨器的特點和不足基礎上，研制開發(fā)了一種野外應用的便攜式人工模擬降雨器。該裝置采用一種單種噴頭降雨結(jié)構(gòu)，、供水壓力及噴頭開關，實現(xiàn)了不同雨強、不同分布、不同歷時的人工模擬降雨過程。在實際應用中，該裝置操作簡單，性能穩(wěn)定，精度高，可靠性強。

便攜式人工模擬降雨器開發(fā)背景

目前我國水土流失、土地沙漠化和農(nóng)林業(yè)用地水資源短缺等問題相當嚴重，大力開展水土保持和水資源的研究與利用，是我國迫切需要開展的工作。降雨過程是開展這項工作的基礎條件，天然降雨周期長，受環(huán)境氣候影響大，很難獲得理想效果。便攜式人工模擬降雨器可以克服徑流小區(qū)進行定位觀測耗時費力的缺點，縮短試驗周期，加速雨水入滲規(guī)律和土壤侵蝕規(guī)律的研究進程，對水土保持以及水資源科學利用具有相當重要的意義。 便攜式人工模擬降雨器實驗根據(jù)實驗的目的、意義的不同，其實驗場地也不同，對模擬降雨實驗裝置也有不同的技術要求。

便攜式人工模擬降雨器的類型

目前各種不同規(guī)模的便攜式人工模擬降雨器在許多國家中先后建立起來。除目前廣泛應用的美國普渡大學國家土壤侵蝕實驗室基于L. D. Meyer1958.年提出的采用擺動式噴頭的便攜式人工模擬降雨器，具有代表性的便攜式人工模擬降雨器可分作如下幾種:

英國伊利諾斯大學土木工程系的WES便攜式人工模擬降雨器

日本科學技術廳國立預災科學技術中心的便攜式人工模擬降雨器

中國科學ZK-3便攜式人工模擬降雨器

便攜式人工模擬降雨器的應用

便攜式人工模擬降雨器是通過對人工模擬降雨輸水管道和供水管道流量的控制以及對人工模擬降雨噴頭的開關量控制，實現(xiàn)不同強度，分布和歷時的人工模擬降雨過程，并提供實時，準確而有效的原始數(shù)據(jù)，對不同降雨強度，不同降雨歷時和不同前期土壤含水量對土壤下滲的影響，以及降雨時對土壤水分運動規(guī)則等進行了模擬研究。

利用便攜式人工模擬降雨器統(tǒng)對水土保持科研，試驗及監(jiān)測單位，在進行水土流失，養(yǎng)分流失，土壤水分變化，土壤滲透性能等研究和監(jiān)測工作中，提供了實用有效的實驗工具，使得實驗具有可控制性和較好的重現(xiàn)性，科研不在依賴降雨的發(fā)生的地點與時間。

便攜式人工模擬降雨器是進行陸地水循環(huán)、物質(zhì)遷移、水資源高效利用、水土保持等重大研究的有效試驗手段。借助人工模擬降雨系統(tǒng)可以控制實驗條件，模擬不同的降雨環(huán)境（包括不同雨量、強度、時空分布、下墊面條件、坡面物質(zhì)組成等），彌補在自然降雨條件下無法得到的結(jié)果，或者進一步補充論證在自然降雨情況下得到的研究成果。用人工模擬降雨的方法，還可以縮短實驗周期，加速雨水入滲規(guī)律、土壤侵蝕規(guī)律的研究進程。

便攜式人工模擬降雨器是進行陸地水循環(huán)與地表過程、雨水高效利用、水土保持等重大研究的有效試驗手段。通過人工模擬降雨系統(tǒng)可以控制試驗條件，模擬各種不同的降雨環(huán)境（包括不同雨量、強度、時空分布、下墊面條件、坡面物質(zhì)組成等），彌補在自然降雨條件下無法得到的結(jié)果，或者進一步補充論證在自然降雨情況下得到的研究結(jié)果。用人工模擬降雨的方法，還可以縮短試驗周期，加速雨水入滲規(guī)律、土壤侵蝕規(guī)律的研究進程。綜合相關實驗對降雨系統(tǒng)的不同要求，既能滿足局部實驗的要求，又能進行整體系統(tǒng)實驗。因此，研制人工模擬降雨系統(tǒng)在大力倡導構(gòu)建和諧社會，日益重視生態(tài)環(huán)境保護的今天，具有非常重要的意義。

便攜式人工模擬降雨器維護與保養(yǎng)

系統(tǒng)使用注意事項

（1）系統(tǒng)開啟前，一定要檢查各閥的開啟和關閉情況，嚴禁尾部所有閥門關閉，否則會使管道中壓力過大而爆破。

（2）每次使用都要檢查首、尾部壓力表是否在正常使用壓力上，不在要及時調(diào)整和處理。

（3）入冬后一定要將管道中的水放凈，以免冬季不用時凍壞管道和其它零部件。

（4）嚴禁銳器接觸管道及噴頭，避免不必要的損壞。

（5）經(jīng)常檢查噴頭噴水情況，噴頭堵塞時用反沖洗或其它方法排除不了時，需拆卸該噴頭，仔細清洗或者更換噴頭。

（6）每隔一定時間檢查過濾器濾網(wǎng)，及時去除其污物，以免壓差過大損壞管件。

水泵的維護保養(yǎng)

（1）啟動前應檢查泵轉(zhuǎn)動是否均勻，不能有卡住、異聲等不正?，F(xiàn)象。

（2）水泵起動后在規(guī)定轉(zhuǎn)速下三分鐘未出水，應停機檢查。

（3）水泵在運行中，如發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象（雜音、出水量下降等）應立即停機。

便攜式人工模擬降雨器ZK-3特點：

便攜式人工模擬降雨器由三大部分組成，分別為人工降雨控制系統(tǒng)、人工降雨動力系統(tǒng)，實驗平臺

主要用于各種野外實地土壤侵蝕研究的人工模擬降雨，野外便攜性好

全不銹鋼制作，外觀漂亮，結(jié)實耐用；

結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，具有靈活性現(xiàn)場安裝、拆卸、使用、攜帶非常方便；

系統(tǒng)自備發(fā)電/水動力/雨量調(diào)解；

現(xiàn)場所有裝備均采用快速插接接頭；

采用噴式降雨，可使雨滴落地能量與自然降雨相似；

能耗低，運行穩(wěn)定，具有廣泛的適用范圍

便攜式人工模擬降雨器ZK-3產(chǎn)品性能參數(shù)

降雨面積：可任意組合。

降雨高度：2、3、4.5、6米。,

降雨強度：5， 15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100毫米/半小時。

降雨均勻度：大于80%

材料：全不銹鋼制造，使用壽命10年

輔件：備用噴頭一個，噴頭擋水板若干。