CN100507560C - 一种降雨调控实验研究装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降雨调控实验研究装置及实验方法，该装置能够模拟自然雨水降雨量，并分析降雨对土壤的调节作用。水资源短缺已经成为世界性的问题，目前研究雨水利用可分为就地利用、叠加利用和异地利用三类，但都没有人工模拟的实验研究装置和方法。本发明的结构包括降雨发生装置、受雨装置和监测装置三部分组成，在不同自然降雨量的状态下，模拟降雨条件下，当雨滴降落在受雨装置后，受雨装置内不同模拟的地面措施影响，在受雨装置水平和垂直两个方向发生雨水的重新分配，通过表层水和土壤内水分的监测便可知道不同地面措施对不同降雨的调节作用。因而本发明对节约用水有十分重要的意义。

Description

一种降雨调控实验研究装置及实验方法

技术领域

本发明涉及一种降雨调控实验研究装置及实验方法，该装置能够模拟自然雨水降雨量，并分析降雨对土壤的调节作用。

背景技术

水资源短缺已经成为世界性的问题。有人预言现在世界是为了石油而战，未来将是为了水资源而战。世界各国都在节约用水的同时积极开展雨水资源的利用技术。目前研究雨水利用可分为就地利用、叠加利用和异地利用三类。人工模拟实验研究装置和方法是一种雨水利用研究的主要方法之一，但都没有具体的装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便的降雨调控实验研究装置。

本发明的目的是提供一种使用降雨调控实验研究装置的实验方法。

本发明的基本内容包括降雨发生装置、受雨装置和监测装置三部分组成。在不同自然降雨量的状态下，模拟降雨条件下，当雨滴降落在受雨装置后，受雨装置内不同模拟的地面措施影响，在受雨装置水平和垂直两个方向发生雨水的重新分配，通过表层水和土壤内水分的监测便可知道不同地面措施对不同降雨的调节作用。

本发明所采用的技术方案具体如下：

一种降雨调控实验研究装置，其特殊之处在于：降雨调控实验研究装置由降雨发生装置1、受雨装置2和监测装置3三部分组成；所述的降雨发生装置1为一些水管喷嘴7；所述的受雨装置2为一可调节倾斜角度的、且四周及底部封闭的矩形槽，矩形槽的封闭底部为网格，网格上设置土壤，在土壤的表面设置一层根据需要作不同的处理的表面处理层4；所述的监测装置3为设置在受雨装置内不同位置的多个土壤水分传感器5和与多个土壤水分传感器连接的数据采集管理器6。

上述的降雨发生装置1的水管喷嘴7成行设置在受雨装置2的上方及侧方，在给水管喷嘴供水的水管上设置流量计8，阀门9。

上述的受雨装置2的表面处理层4为表层土壤增渗处理层、防渗处理层或种植作物层。

上述的受雨装置2的矩形槽的宽度为1m-2m，长度为2m-4m，高度为0.5m-0.6m。

上述的降雨调控实验研究装置的实验方法步骤如下：

根据实验要求，设定不同的降雨强度和降雨历时，再通过分布在土壤中的土壤水分传感器，随着降雨历时土壤水分的在各个部位的变化值由数据采集管理器收集，再导入计算机进行分析。

本发明的优点如下：

本发明是人工模拟实验研究装置和方法，其能通过表层水和土壤内水分的监测便可知道不同地面措施对不同降雨的调节作用，从而对节约用水有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

具体实施方式

参见图1，本发明包括降雨发生装置1、受雨装置2和监测装置3三部分组成。在不同自然降雨量的状态和模拟降雨条件下，当雨滴降落在受雨装置后，受雨装置内不同模拟的地面措施影响，在受雨装置水平和垂直两个方向发生雨水的重新分配，通过表层水和土壤内水分的监测便可知道不同地面措施对不同降雨的调节作用。

本发明的降雨发生装置1为一些水管喷嘴7；降雨发生装置1的水管喷嘴7成行设置在受雨装置2的上方及侧方，在给水管喷嘴供水的水管上设置流量计8，阀门9。通过成行喷头数量的增减和上水管的增减来实现雨量的增减，由流量计和标定的单位面积降雨量来换算受雨装置所接受的雨量。

本发明的受雨装置2为一可调节倾斜角度的、且四周及底部封闭的矩形槽，为防止积水，矩形槽的封闭底部为网格，网格上设置土壤，在土壤的表面设置一层根据需要作不同的处理的表面处理层4；其表面处理层4为表层土壤增渗处理层、防渗处理层或种植作物层等多种形式。

受雨装置2的矩形槽的宽度为1m-2m，长度为2m-4m，高度为0.5m-0.6m，其矩形槽的规格(宽×长×高)可为1m×2m×0.5m、2m×3m×0.6m、2m×3m×0.6m、2m×4m×0.6m。

本发明的监测装置3为设置在受雨装置内不同位置的多个土壤水分传感器5和与多个土壤水分传感器连接的数据采集管理器6。土壤水分传感器布置按照矩形的纵向和横向向下分层分设形成立体的十字形。随着降雨历时土壤水分的在各个部位的变化值由数据采集管理器收集，再导入计算机进行分析。在表层的径流量由径流池的水位乘底面积再减去所含泥沙量推算。

使用降雨调控实验研究装置的实验方法步骤如下：

根据实验要求，设定不同的降雨强度和降雨历时，在通过分布在土壤中的土壤水分传感器，随着降雨历时土壤水分的在各个部位的变化值由数据采集管理器收集，再导入计算机进行分析。

具体实施例：

使用本发明的降雨发生装置。受雨装置规格(宽×长×高)1m×2m×0.5m，坡度为15。矩形框架为金属制作，矩形金属框架四周镶装10mm厚度玻璃或木板，底部在金属框架内镶装木板，形成矩形槽。矩形槽内装有沙壤土，表层种植有地被石竹草。土壤水分监测采用美国产的aqua型号的土壤水分传感器15个，按照十字形分三层监测。同时选用美国产JH-AD1008数据采集器。设定降雨强度为1mm/分钟，降雨历时10分钟。经土壤水分换算进入土壤中的雨量是15kg，受雨装置接受到的降雨量是20kg，那么流失的径流约5kg。反过来我们同时把收集到的含沙径流减去泥沙量也可以校正土壤中的水分含量。精确计算时，上两项的差值便是地表植物截留水量。

Claims (5)

1、一种降雨调控实验研究装置，其特征在于：降雨调控实验研究装置由降雨发生装置(1)、受雨装置(2)和监测装置(3)三部分组成；所述的降雨发生装置(1)为一些水管喷嘴(7)；所述的受雨装置(2)为一可调节倾斜角度的、且四周及底部封闭的矩形槽，矩形槽的封闭底部为网格，网格上设置土壤，在土壤的表面设置一层根据需要作不同的处理的表面处理层(4)；所述的监测装置(3)为设置在受雨装置内不同位置的多个土壤水分传感器(5)和与多个土壤水分传感器连接的数据采集管理器(6)。

2、根据权利要求1所述的降雨调控实验研究装置，其特征在于：所述的降雨发生装置(1)的水管喷嘴(7)成行设置在受雨装置(2)的上方及侧方，在给水管喷嘴供水的水管上设置流量计(8)，阀门(9)。

3、根据权利要求1或2所述的降雨调控实验研究装置，其特征在于：所述的受雨装置(2)的表面处理层(4)为表层土壤增渗处理层、防渗处理层或种植作物层。

4、根据权利要求3所述的降雨调控实验研究装置，其特征在于：所述的受雨装置(2)的矩形槽的宽度为1m-2m，长度为2m-4m，高度为0.5m-0.6m。

5、根据权利要求4所述的降雨调控实验研究装置，其实验方法步骤如下：

根据实验要求，设定不同的降雨强度和降雨历时，再通过分布在土壤中的土壤水分传感器，随着降雨历时土壤水分的在各个部位的变化值由数据采集管理器收集，再导入计算机进行分析。

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