一种野外人工降雨模拟装置及其应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种野外人工降雨模拟装置，包括水箱，水箱通过调平支架固定于地面，水箱顶部设置长水准泡，水箱底部设置用于模拟降雨的针头，水箱通过进水管连接设置于储水箱内的磁力泵，磁力泵用于将储水箱内的溶液注入水箱，水箱内的溶液通过溢流出水管流入储水箱，溢流出水管移动式安装于水位调节支架上。本发明专利技术提供的野外人工降雨模拟装置及其应用方法，只需测定一次水位‑雨强关系曲线，一个水位对应一个雨强，避免每次实验前测量雨强的问题，通过调节溢流出水管的高度控制水箱内的水位进而控制雨强，可得到连续变化的雨强，无需反复更换针头，且能粗略获知当地的蒸发量，适用于野外复杂地形，方法简便易于操作，工作效率高，应用前景广阔。

Field artificial rainfall simulation device and application method thereof

The invention discloses a field artificial rainfall simulation device, which comprises a water tank, the water tank is fixed on the ground through the leveling bracket at the top of the tank is provided with a long bubble, the bottom of the water tank is provided for simulation of rainfall needle, the water tank through the water inlet pipe is connected with the magnetic pump arranged in the water storage tank, a magnetic pump for the solution injected into the storage tank water solution in a water tank by overflow pipe into the tank, the overflow pipe is installed in the mobile level adjustment bracket. The present invention provides field artificial rainfall simulation device and its application method, only a level determination of rainfall intensity curve, a level corresponding to a strong rain, avoid before each experiment measurement of rainfall, the water level control of water tank overflow pipe in the regulation and control of rainfall intensity can be obtained continuously changes in rainfall intensity, without the need for repeated needle replacement, and can get rough local evaporation, applicable to the field of complex terrain, the method is simple and easy to operate, high efficiency, wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种野外人工降雨模拟装置及其应用方法
本专利技术涉及人工降雨
，具体涉及一种野外人工降雨模拟装置及其应用方法。
技术介绍
对土壤性质的研究在水文、农田水利、水土保持、水文地质和生态环境等领域均具有非常重要的意义，而土壤入渗实验是研究土壤性质的重要手段，单纯依靠天然降雨来收集所需科研资料具有很大的局限性，因此为尽可能地模拟自然入渗情况，需要在野外近似地模拟自然降雨情况。目前的降雨模拟装置大多采用更换针头的方法来控制雨强大小，在每次更换完针头后还需要测定雨强是否满足要求，否则仍需重新挑选合适的针头，其操作过程费时费力，很难实现雨强的连续变化，且需携带大批量不同内径的针头进行野外实验，增加了实验难度，提高了实验成本。此外，野外地形复杂，大多崎岖不平且有一定的坡度，加之土壤易凹陷，降雨模拟装置存在深陷土壤的风险，且野外实验环境不稳定，易发生突发性气候变化如降雨、降雪、大风等，若降雨模拟装置不能完全水平放置，将直接导致测得的雨强不均匀，影响实验结果的准确性，降雨模拟装置还会由于架设不当引起侧翻，缩短其使用寿命，影响实验进度，而目前同类型装置的野外适应性均较差。因此，设计一种适应野外地形且操作简便、满足降雨要求的野外降雨模拟装置具有重要的现实意义。
技术实现思路
为解决现有技术中降雨模拟装置存在的不适用于野外监测和操作复杂的问题，本专利技术提供一种野外人工降雨模拟装置及其应用方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种野外人工降雨模拟装置，包括水箱，水箱通过调平支架固定于地面，水箱顶部设置长水准泡，水箱底部设置若干个用于模拟降雨的针头，水箱通过进水管连接磁力泵，磁力泵设置于储水箱内，用于将储水箱内的溶液注入水箱，水箱内的溶液通过溢流出水管流入储水箱，溢流出水管可移动式安装于水位调节支架上，通过调节溢流出水管的出水高度控制水箱内的水位变化，获得对应的雨强。进一步的，所述水箱顶部设有两个在同一平面内互相垂直的长水准泡。进一步的，所述水箱上设有水位刻度线、进水口和出水口，所述进水口的水平高度高于出水口的水平高度。进一步的，所述进水管一端与进水口相通，进水管另一端与磁力泵相连，所述溢流出水管一端与出水口相通，溢流出水管另一端通过夹管夹可移动式安装于水位调节支架上。进一步的，所述水箱与针头之间、进水管与进水口之间、进水管与磁力泵之间、溢流出水管与出水口之间分别进行密封。进一步的，所述调平支架包括调平螺旋、伸缩架和垫片，所述伸缩架设置于水箱底部，用于支撑水箱并调节调平支架的高度，伸缩架顶部设置调平螺旋，用于对调平支架进行微调，伸缩架底部设置垫片。进一步的，所述调平螺旋、伸缩架和垫片分别有四个，四个伸缩架分别设置于水箱的底部四角，每个伸缩架的顶部和底部分别设置一个调平螺旋和垫片。进一步的，利用安装好的野外人工降雨模拟装置测定水位-雨强关系曲线图，随后进行野外模拟降雨，包括以下步骤：步骤1：将水箱放置于调平支架上，通过调节调平螺旋和伸缩架使水箱水平放置，两个长水准泡中的气泡居中，并对安装好的野外人工降雨模拟装置进行密封和密封检测；步骤2：向储水箱内添加酸性清洗液，打开磁力泵，将清洗液通过进水管注入水箱内并从针头流出，用于清洗疏通针头，待清洗结束，关闭磁力泵，通过调节溢流出水管的出水高度至低于水箱底面高度，将水箱内的酸性清洗液通过溢流出水管全部排回储水箱并将其倒出，随后再使用清水重复上述过程进行清洗；步骤3：确定需要测定雨强的若干个水位，打开磁力泵，通过调节溢流出水管的高度使水箱内的水位达到所需高度，将雨量筒水平放置于水箱底部，用于收集从针头流出的清水并同时开始计时，待雨量筒内存储适量清水后将其从水箱底部取出并同时停止计时，记录收集时间和降水量，随后使水箱内的水位达到下一个待测水位，重复上述步骤并计算不同水位下的雨强，将对应的水位和雨强数据绘制成水位-雨强关系曲线图，确定水位和雨强之间的相关关系公式；步骤4：将野外人工降雨模拟装置放置于野外并完成所述步骤1和2后，向储水箱内添加清水，打开磁力泵，水箱内的清水通过针头流出，进行野外模拟降雨，根据所述步骤3的水位-雨强关系曲线图，调节水箱内的水位获得对应雨强，待降雨结束，关闭磁力泵，通过调节溢流出水管的出水高度至低于水箱底面高度，使水箱内的清水全部排入储水箱；步骤5：按照所述步骤2清洗野外人工降雨模拟装置并收纳放置。进一步的，所述雨量筒包括漏斗和量杯，量杯上设有水位刻度线，漏斗上底面直径大于量杯直径，漏斗伸入量杯内的长度小于量杯的高度，所述雨强通过如下计算公式获得：RI=P/St公式一S=πr2公式二其中RI为雨强，P为降水量，S为降雨面积，t为收集时间，r为漏斗上底面半径。进一步的，所述酸性清洗液为稀盐酸和乙酸的任一种，稀盐酸的质量分数为7-10%，乙酸的质量分数为10-15%。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1）本专利技术的调平支架采用调平螺旋和可调节高度的伸缩架，伸缩架底部设有垫片，适用于野外复杂地形，确保野外人工降雨模拟装置处于水平放置状态，防止倾侧或侧翻，有利于为野外模拟降雨实验提供稳定的降雨环境；2）本专利技术只需测定一次水位-雨强关系曲线图，一个水位对应一个雨强，避免每次实验之前进行多次测量以获得所需雨强的问题，通过调节溢流出水管的高度调节水箱内的水位进而达到控制雨强的目的，且能够得到连续变化的雨强，方法简便、易于操作，无需反复多次更换针头，大大提高工作效率；3）本专利技术适用于野外缺水环境下的实验，无需携带大量的净水，降低人力、物力成本，根据雨强可直接算得降水量，初始水量减去余水量和降水量即可获得流失的水量，在野外人工降雨模拟装置的各连接部分密封良好的情况下，流失的水量为蒸发损失，即可粗略获知当地的蒸发量，对某些无资料地区有着重要的意义。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的水位-雨强关系曲线图；其中，1-水箱；2-进水口；3-出水口；4-针头；5-调平螺旋；6-长水准泡；7-伸缩架；8-垫片；9-进水管；10-溢流出水管；11-水位调节支架；12-夹管夹；13-磁力泵；14-储水箱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1-2所示，一种野外人工降雨模拟装置，包括水箱1、进水口2、出水口3、针头4、调平螺旋5、长水准泡6、伸缩架7、垫片8、进水管9、溢流出水管10、水位调节支架11、夹管夹12、磁力泵13和储水箱14。水箱1上设置水位刻度线，水箱1通过调平支架固定于地面，调平支架包括调平螺旋5、伸缩架7和垫片8，伸缩架7作为调平支架的主体，用于支撑水箱1并调节调平支架的高度，伸缩架7顶部设有调平螺旋5，用于对调平支架进行微调，伸缩架7底部设置垫片8，用于增大其与地面的接触面积，防止下陷，水箱1顶部设有两个在同一平面内互相垂直的长水准泡6，用于观测水箱1是否处于水平状态，当两个长水准泡6中的气泡均处于居中位置时，调平支架和水箱1保持水平放置状态且平行于水平面，水箱1底部设有若干个针头4，水箱1内的溶液通过针头4流出，用于模拟人工降雨，水箱1上还设有进水口2和出水口3，分别连通进水管9和溢流出水管10，进水管9一端与进水口2相通，进水管9另一端与磁力泵13相连，磁力泵13设置于储水箱14内，磁力泵13用于将储水箱14内的溶液通过进水管9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种野外人工降雨模拟装置，包括水箱（1），水箱（1）通过调平支架固定于地面，其特征在于，所述水箱（1）顶部设置长水准泡（6），水箱（1）底部设置若干个用于模拟降雨的针头（4），水箱（1）通过进水管（9）连接磁力泵（13），磁力泵（13）设置于储水箱（14）内，用于将储水箱（14）内的溶液注入水箱（1），水箱（1）内的溶液通过溢流出水管（10）流入储水箱（14），溢流出水管（10）可移动式安装于水位调节支架（11）上，用于控制水箱（1）内的水位变化。

【技术特征摘要】
1.一种野外人工降雨模拟装置，包括水箱（1），水箱（1）通过调平支架固定于地面，其特征在于，所述水箱（1）顶部设置长水准泡（6），水箱（1）底部设置若干个用于模拟降雨的针头（4），水箱（1）通过进水管（9）连接磁力泵（13），磁力泵（13）设置于储水箱（14）内，用于将储水箱（14）内的溶液注入水箱（1），水箱（1）内的溶液通过溢流出水管（10）流入储水箱（14），溢流出水管（10）可移动式安装于水位调节支架（11）上，用于控制水箱（1）内的水位变化。2.根据权利要求1所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述水箱（1）顶部设有两个在同一平面内互相垂直的长水准泡（6）。3.根据权利要求1所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述水箱（1）上设有水位刻度线、进水口（2）和出水口（3），所述进水口（2）的水平高度高于出水口（3）的水平高度。4.根据权利要求3所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述进水管（9）一端与进水口（2）相通，进水管（9）另一端与磁力泵（13）相连，所述溢流出水管（10）一端与出水口（3）相通，溢流出水管（10）另一端通过夹管夹（12）可移动式安装于水位调节支架（11）上。5.根据权利要求3所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述水箱（1）与针头（4）之间、进水管（9）与进水口（2）之间、进水管（9）与磁力泵（13）之间、溢流出水管（10）与出水口（3）之间分别进行密封。6.根据权利要求1所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述调平支架包括调平螺旋（5）、伸缩架（7）和垫片（8），所述伸缩架（7）设置于水箱（1）底部，用于支撑水箱（1）并调节调平支架的高度，伸缩架（7）顶部设置调平螺旋（5），用于对调平支架进行微调，伸缩架（7）底部设置垫片（8）。7.根据权利要求6所述的一种野外人工降雨模拟装置，其特征在于，所述调平螺旋（5）、伸缩架（7）和垫片（8）分别有四个，四个伸缩架（7）分别设置于水箱（1）的底部四角，每个伸缩架（7）的顶部和底部分别设置一个调平螺旋（5）和垫片（8）。8.根据权利要求1-7任一所述的一种野外人工降雨模拟装置的应用方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝兵，许晓梁，袁越，陈坤，曹子月，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32