循环式降雨模拟实验系统技术方案

本申请公开了一种循环式降雨模拟实验系统，包括降雨情境模拟箱和雨水回收箱，降雨情境模拟箱内形成有多个降雨情境模拟腔，降雨情境模拟箱的顶部设置多个开口，各降雨情境模拟腔分别与对应的开口贯通，各开口位置对应设置有模拟不同降雨强度和不同雨滴大小的喷洒组件；雨水回收箱的内部形成有雨水沉降过滤腔和雨水收集腔，各降雨情境模拟腔与雨水沉降过滤腔连通，雨水沉降过滤腔与雨水收集腔之间通过输水孔连通，雨水收集腔与各喷洒组件连通。本申请建立了一个具有复合功能的多重降雨情境实验的模拟系统，解决了人工降雨模拟实验易受时间和空间的限制，以满足不同对比性降雨模拟实验的需求，同时整个实验系统结构紧凑，易于实现，效率高。

【技术实现步骤摘要】
循环式降雨模拟实验系统
本申请涉及人工降雨实验
，具体而言，涉及一种循环式降雨模拟实验系统，可快速准确模拟不同强度和不同持续时间的降雨，为降雨实验模拟装置的制造和应用提供一定的科学依据。
技术介绍
降雨是全球水循环的基本组成部分，是影响人类经济和地球生态环境最重要的气候因素之一。受全球气候变暖以及高强度人类活动的影响，降水的时空格局发生了显著变化。降雨模拟系统是指模拟天然降雨的系统，可用于在一定时空范围内模拟天然降雨，主要应用于降雨以及降雨影响相关领域的科学研究，例如研究降雨径流关系、不同降雨强度对土壤侵蚀的影响等。作为科学研究重要输入的降雨要素，在降雨强度、降雨量和降雨历时等方面均会对实验结果有影响。现有的降雨模拟装置占地面积较大，容易受到时间和空间的限制，无法根据实验的具体需求进行降雨情境的设定，同时也难以完成多种降雨场景的模拟实验同步对比，以满足单一降雨要素变化对实验结果影响分析。此外，现有的降雨模拟装置多数缺乏对降雨模拟后剩余水资源的回收和二次利用，对资源造成浪费，不利于实验的连贯性开展。针对相关技术中降雨模拟实验装置易受时间和空间的限制，而且现有实验装置难以满足同步对比性实验需求，实验操作过程繁琐、实验效果不佳的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本申请的主要目的在于提供一种循环式人工降雨模拟实验系统，该系统可形成闭合的回路来完成多重降雨情境的模拟，通过调节流量控制阀以及组合不同规格的雨洒，可制定出不同组合的降雨强度和持续时间的方案，进行多情境降雨实验的对比模拟，并对实验后的雨水进行沉淀和收集，完成循环式闭合回路，解决了人工降雨模拟实验易受时间和空间的限制，以满足不同对比性降雨模拟实验的需求，同时整个实验装置结构紧凑，易于实现，效率高。为了实现上述目的，本申请提供了一种循环式降雨模拟实验系统。根据本申请的循环式降雨模拟实验系统，所述循环式降雨模拟实验系统包括降雨情境模拟箱和雨水回收箱，其中；所述降雨情境模拟箱的内部形成有独立的用于开展多情境降雨同步实验的多个降雨情境模拟腔，所述降雨情境模拟箱的顶部开设有与各所述降雨情境模拟腔相对应的多个开口，各所述降雨情境模拟腔分别与对应的各所述开口贯通，在各所述开口位置对应设置有模拟不同降雨强度和不同雨滴大小的喷洒组件；所述雨水回收箱的内部形成有对回收的雨水进行沉降处理的雨水沉降过滤腔和对沉降后的雨水进行收集的雨水收集腔，各所述降雨情境模拟腔通过循环回收管路与所述雨水沉降过滤腔连通，所述雨水沉降过滤腔与所述雨水收集腔之间通过输水孔连通，所述雨水收集腔通过循环供水管路与各所述喷洒组件连通。进一步的，所述降雨情境模拟箱设置于所述雨水回收箱的上方，各所述降雨情境模拟腔在所述降雨情境模拟箱内沿水平方向并排排布，所述雨水沉降过滤腔和所述雨水收集腔在所述雨水回收箱内水平方向并排排布，所述雨水沉降过滤腔的上部和所述雨水收集腔的上部通过所述输水孔连通。进一步的，所述雨水沉降过滤腔内沿竖直方向设置有多个减力隔板，相邻两所述减力隔板分别在顶端和底端预留有输水间隙，所述雨水沉降过滤腔的底部设置有倾斜放置的滤网隔板，所述滤网隔板与水平方向的倾斜角度大于30°，所述循环回收管路与所述雨水沉降过滤腔的一端连通，所述输水孔与所述雨水沉降过滤腔的另一相对端连通，各所述减力隔板位于所述循环回收管路与所述输水孔之间。进一步的，所述循环供水管路与所述雨水收集腔的一端连通，所述输水孔与所述雨水沉降过滤腔的另一相对端连通，所述雨水收集腔的底部内壁为由所述输水孔至所述循环供水管路方向逐渐向下倾斜的斜坡状，所述循环供水管路与所述雨水收集腔连通位置的高度小于所述雨水收集腔的底部内壁最高位置的高度。进一步的，所述循环回收管路包括主回水管和多个分支回水管，各所述分支回水管设置于所述降雨情境模拟箱的下方，且各所述分支回水管的一端分别与对应的所述降雨情境模拟腔相连通，各所述分支回水管的另一端均与所述主回水管的一端连通，所述主回水管的另一端与所述雨水沉降过滤腔连通。进一步的，所述循环供水管路包括主供水管和多个分支供水管，各所述分支供水管的一端分别与对应的所述喷洒组件连接，各所述分支供水管的另一端均与所述主供水管的一端连通，所述主供水管的另一端与所述雨水收集腔连通；所述主供水管上设置有对所述主供水管内的水流进行上提的动力组件，各所述分支供水管上分别设置有流量控制阀。进一步的，所述动力组件包括水泵和驱动所述水泵的电机，所述水泵设置于所述主供水管上，所述电机的输出轴与所述水泵的叶片转轴连接。进一步的，所述喷洒组件包括多根第一输水管、与各所述第一输水管对应的多根第二输水管和固定各所述第一输水管的两根连接板，各所述第一输水管在水平方向上平行排列，各所述第一输水管的两端分别通过所述连接板连接，各所述第二输水管在竖直方向上平行设置于对应所述第一输水管的上方，各所述第二输水管的一端分别与对应的所述第一输水管连接，各所述第二输水管的另一端连通后与对应的所述分支供水管连接。进一步的，各所述第一输水管的下方均设置有多个雨洒，各所述雨洒的一端分别与对应的所述第一输水管连接，各所述雨洒的另一端开设有多个出水孔；各所述喷洒组件所对应的所述雨洒上分别设置有不同直径的所述出水孔。进一步的，同一所述喷洒组件中各所述第二输水管的连接位置的内部设置有柱状分水塞，所述分水塞的外壁上匀布有多个雨水匀布孔，各所述雨水匀布孔在所述分水塞的内部相连通。在本申请实施例中，在降雨情境模拟箱的内部形成有独立的多个降雨情境模拟腔，在与各降雨情境模拟腔相连通的各开口位置分别设置有喷洒组件，各喷洒组件可模拟不同降雨强度和不同雨滴大小，从而实现在相同外部环境下不同降雨情况的模拟实验，或者进行在不同外部环境下相同降雨情况的模拟实验，适用于多种实验模式，不受空间和时间的限制，提高实验模拟的真实性和所获得数据的可靠性。另外，降雨情境模拟腔通过循环回收管路与雨水沉降过滤腔连通，雨水沉降过滤腔与雨水收集腔之间通过输水孔连通，雨水收集腔通过循环供水管路与各喷洒组件连通，雨水沉降过滤腔对使用后的雨水进行沉降、过滤处理，通过雨水回收箱对干净的雨水进行收集，并返回至各喷洒组件内进行循环利用，简化实验人员的操作流程，节约成本，有效防止对水资源的浪费，适于推广使用，进而本专利技术解决了人工降雨模拟实验易受时间和空间的限制，而且实验操作过程繁琐、实验效果不佳的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本专利技术循环式降雨模拟实验系统的正视透视图；图2是本专利技术循环式降雨模拟实验系统的左视图；图3是本专利技术循环式降雨模拟实验系统的右视图；图4是本专利技术循环式降雨模拟实验系统中喷洒组件与雨洒连接结构示意图；图5是本专利技术循环式降雨模拟实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述循环式降雨模拟实验系统包括降雨情境模拟箱(1)和雨水回收箱(5)，其中；/n所述降雨情境模拟箱(1)的内部形成有独立的用于开展多情境降雨同步实验的多个降雨情境模拟腔(101)，所述降雨情境模拟箱(1)的顶部开设有与各所述降雨情境模拟腔(101)相对应的多个开口，各所述降雨情境模拟腔(101)分别与对应的各所述开口贯通，在各所述开口位置对应设置有模拟不同降雨强度和不同雨滴大小的喷洒组件(2)；/n所述雨水回收箱(5)的内部形成有对回收的雨水进行沉降处理的雨水沉降过滤腔(501)和对沉降后的雨水进行收集的雨水收集腔(502)，各所述降雨情境模拟腔(101)通过循环回收管路(7)与所述雨水沉降过滤腔(501)连通，所述雨水沉降过滤腔(501)与所述雨水收集腔(502)之间通过输水孔(503)连通，所述雨水收集腔(502)通过循环供水管路(4)与各所述喷洒组件(2)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述循环式降雨模拟实验系统包括降雨情境模拟箱(1)和雨水回收箱(5)，其中；
所述降雨情境模拟箱(1)的内部形成有独立的用于开展多情境降雨同步实验的多个降雨情境模拟腔(101)，所述降雨情境模拟箱(1)的顶部开设有与各所述降雨情境模拟腔(101)相对应的多个开口，各所述降雨情境模拟腔(101)分别与对应的各所述开口贯通，在各所述开口位置对应设置有模拟不同降雨强度和不同雨滴大小的喷洒组件(2)；
所述雨水回收箱(5)的内部形成有对回收的雨水进行沉降处理的雨水沉降过滤腔(501)和对沉降后的雨水进行收集的雨水收集腔(502)，各所述降雨情境模拟腔(101)通过循环回收管路(7)与所述雨水沉降过滤腔(501)连通，所述雨水沉降过滤腔(501)与所述雨水收集腔(502)之间通过输水孔(503)连通，所述雨水收集腔(502)通过循环供水管路(4)与各所述喷洒组件(2)连通。


2.根据权利要求1所述的循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述降雨情境模拟箱(1)设置于所述雨水回收箱(5)的上方，各所述降雨情境模拟腔(101)在所述降雨情境模拟箱(1)内沿水平方向并排排布，所述雨水沉降过滤腔(501)和所述雨水收集腔(502)在所述雨水回收箱(5)内水平方向并排排布，所述雨水沉降过滤腔(501)的上部和所述雨水收集腔(502)的上部通过所述输水孔(503)连通。


3.根据权利要求2所述的循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述雨水沉降过滤腔(501)内沿竖直方向设置有多个减力隔板(504)，相邻两所述减力隔板(504)分别在顶端和底端预留有输水间隙(505)，所述雨水沉降过滤腔(501)的底部设置有倾斜放置的滤网隔板(506)，所述滤网隔板(506)与水平方向的倾斜角度大于30°，所述循环回收管路(7)与所述雨水沉降过滤腔(501)的一端连通，所述输水孔(503)与所述雨水沉降过滤腔(501)的另一相对端连通，各所述减力隔板(504)位于所述循环回收管路(7)与所述输水孔(503)之间。


4.根据权利要求2所述的循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述循环供水管路(4)与所述雨水收集腔(502)的一端连通，所述输水孔(503)与所述雨水沉降过滤腔(501)的另一相对端连通，所述雨水收集腔(502)的底部内壁为由所述输水孔(503)至所述循环供水管路(4)方向逐渐向下倾斜的斜坡状，所述循环供水管路(4)与所述雨水收集腔(502)连通位置的高度小于所述雨水收集腔(502)的底部内壁最高位置的高度。


5.根据权利要求2所述的循环式降雨模拟实验系统，其特征在于，所述循环回收管路(7)包括主...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹磊，夏瑞，王飞宇，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11