CN204008636U - 一种便携式人工模拟降雨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于土壤侵蚀与水土保持仪器领域，具体为一种便携式人工模拟降雨装置。该装置包括供水装置、降雨模拟器、支架、侵蚀槽和径流泥沙收集装置，其中，供水装置中的水阀（8）通过橡胶管与降雨模拟器的进水管（13）连接，降雨模拟器放置在支架顶部设置的承接槽（17）内，支架中部设置侵蚀槽架（18）放置侵蚀槽，支架的下部安装托盘（19），托盘（19）放置径流泥沙收集装置。本实用新型可以较好地实现不同降雨的模拟；可实现较好的降雨均匀度；实现了降雨、径流、泥沙收集的一体化作业；结构简单，便于携带，便于操作。

Description

一种便携式人工模拟降雨装置

技术领域

本实用新型属于土壤侵蚀与水土保持仪器领域，具体为一种便携式人工模拟降雨装置。

背景技术

为了给土壤侵蚀与水土保持、雨水集蓄工程及田间试验提供科学依据，定量的评价降雨条件下土壤水分状况以及产流、产沙关系，使用野外人工模拟降雨装置， 可以克服野外径流小区进行定位观测费事、费力的缺点, 缩短试验周期, 加速土壤侵蚀规律研究的进程。目前，人工模拟降雨装置主要分为喷嘴式、喷洒式、悬线式和针头式4种类型。针对于针头式人工模拟降雨装置，供水、侵蚀槽及径流泥沙收集均采用分离的设备，操作不便、携带不方便，费时费力。另外，分离的模拟降雨器易于受到外界风等因素的影响，进而影响到降雨均匀度，直接影响到土壤侵蚀与水土保持科研结果的精度。此外，以往试验用水常常导致针头堵塞，也影响到降雨的均匀性。可见，就现有的装置，主要存在以下几个方面的问题：

（1）模拟雨强范围方面缺乏普适性；

（2）均匀度较低；

（3）费时、费工，取样效果和误差较大。

因此，有必要研制一套理想的人工模拟降雨装置。

发明内容

本实用新型正是针对以上技术问题，提供一种结构简单、操作方便、可实现较大范围降雨的需求，均匀度高，这样既保证了各种实验的需求，也克服了均匀度低、费事费工不足的便携式人工模拟降雨装置。

本发明的技术方案为：

便携式人工模拟降雨装置，由供水装置、降雨模拟器、支架、侵蚀槽和径流泥沙收集装置5部分组成。本实用新型可实现不同降雨强度、不同坡度的降雨，并能同时获得不同条件下的径流和泥沙情况。

（1）供水装置

供水装置由水桶、控制箱、水泵和蓄电池4部分组成。通过盛满水的水桶作为供水源，水泵放置于水桶内，并通过水泵进行加压，水泵通过电缆线与蓄电池相连，由蓄电池提供电源，实现水泵的电源供给。水泵将水通过水管引流到控制箱，然后通过水压控制阀和流量控制阀调控出水量，同时可通过流量显示仪和水压显示仪实现水压和流量的大小，最后通过净水器后流经水阀流入降雨模拟器，净水器主要是过滤试验水体，避免堵塞模拟降雨器的针头，然后将流入水量通过净水器过滤后导入降雨模拟器。控制箱另一端直接通过水管与降雨模拟器相连。

（2）降雨模拟器

降雨模拟器是通过一个白铁皮制成的长1.0m、宽1.0m和高0.15m封闭式容器，在底部每隔2cm处开2mm小孔，将装有针头的橡胶塞填充于2mm小孔内，通过更换针头型号和不同压力、流量组合实现不同降雨强度的降雨。通过橡胶管连接于水阀和进水管，以供降雨模拟器的用水。

（3）支架

支架主要用于支撑降雨模拟器、侵蚀槽以及径流泥沙收集装置，为了更方便的实现土壤侵蚀一体化作业。支架结构用角钢制作，通过调节阀可以升降不同的高度。顶部承接槽放置降雨模拟器；中间部位置有侵蚀槽架，用于放置侵蚀槽，可以通过固定于支杆上的小型液压装置调整不同坡度，实现不同雨强、坡度条件下的研究；下部安装托盘，托盘上安装有延伸杆，用于径流泥沙收集装置中径流泥沙收集器对应调节。支架底部装有轮子，以方便实验时根据实际情况进行移动。试验时，支架四周可用彩条布遮挡，避免风的影响，保证降雨的均匀性。

（4）侵蚀槽

所述侵蚀槽，镶嵌于支架中部侵蚀槽架内，由薄钢板制成，长1.0m、宽1.0m和深0.35m，可通过小型液压装置实现不同坡度的调控，通过侵蚀槽侧面的坡度仪进行不同坡度的调整和设置。通过引流槽和塑料管连接，将径流和泥沙导入径流泥沙收集装置。

（5）径流泥沙收集装置

所述径流泥沙收集装置，镶嵌于支架下部托盘内，可以通过横向延伸杆件滑动和固定，达到合适位置后，可以进行固定。主要由三个长方体铁皮盒制成的径流泥沙收集器，可通过连接管连到一起，在径流泥沙收集器的底部设置出流口。根据产生径流和泥沙量的多少，可通过延伸杆调节，以满足不同降雨条件下的径流和泥沙的收集。可通过小型液压装置实现不同坡度的调控，通过侵蚀槽侧面的坡度仪实现试验所需的坡度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）本试验装置较好地实现不同降雨的模拟。

（2）可实现较好的降雨均匀度，均匀系数达到0.88-0.95。

（3）实现了降雨、径流、泥沙收集的一体化作业。

（4）结构简单，便于携带，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型中供水装置的结构示意图。

图2为本实用新型中降雨模拟器的结构示意图。

图3为本实用新型中支架的结构示意图。

图4为本实用新型中侵蚀槽的结构示意图。

图5为本实用新型中径流泥沙收集装置的结构示意图。

其中，1——水桶、2——水泵、3——电缆线、4——蓄电池、5——水管、6——控制箱、7——净水器、8——水阀、9——流量显示仪、10——水压显示仪、11——水压控制阀、12——流量控制阀、13——进水管、14——小孔、15——针头、16——支架柱、17——承接槽、18——侵蚀槽架、19——托盘、20——调节阀、21——液压装置、22——支杆、23——延伸杆、24——轮子、25——钢槽、26——引流槽、27——坡度仪、28——径流泥沙收集器、29——连接管、30——出流口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

一种便携式人工模拟降雨装置，该装置包括供水装置、降雨模拟器、支架、侵蚀槽和径流和泥沙收集装置，其中，供水装置中的水阀通过橡胶管与降雨模拟器的进水管连接，降雨模拟器放置在支架顶部设置的承接槽内，支架中部设置侵蚀槽架放置侵蚀槽，支架的下部安装托盘，托盘放置径流和泥沙收集装置。本实用新型可以实现有压供水，满足模拟降雨器的用水需求，供水装置包括水桶、控制箱、水泵和蓄电池，水桶内装水，作为供水的水源，水泵设置在水桶内，蓄电池通过电缆线与水泵连接，蓄电池作为电源。水管的一端放置在水桶内，另外一端与控制箱连接，水通过水泵进行加压，然后经水管引流到控制箱，控制箱上设置流量显示仪和水压显示仪，可以对流量和水压进行显示。

在控制箱的末端设置水压控制阀、流量控制阀和净水器，水压控制阀和流量控制阀可以调控出水的流量，净水器的作用主要是过滤水体，避免水体中的污染物造成模拟降雨器中的针头进行堵塞。

降雨模拟器由白铁皮盒制成、在铁皮盒上设置小孔，上下左右之间的小孔与小孔均间隔2cm，然后将装有针头的橡胶塞放置在小孔内，模拟降雨器通过橡胶管连接水阀和进水管，可以供模拟降雨器用水。

支架包括支架柱、承接槽、侵蚀槽架和托盘，支架柱可以设置四根，主要是为了起支撑作用，在支架柱上设置调节阀，支架柱可以根据实际降雨要求，通过调节阀升降不同的高度，在支架的顶部设置承接槽，用于放置模拟降雨器；在支架的中部设置侵蚀槽架，用于放置侵蚀槽，支架还包括支杆，支杆设置在侵蚀槽架下方，液压装置固定在支杆上。可以通过固定在支杆上的液压装置调整不同坡度，实现不同雨的强度及坡度的研究，液压装置即液压系统，为常规技术，可以购买市场上的现有装置；在支架的下部设置托盘，用于放置径流泥沙收集装置，托盘上设置延伸杆，用于径流泥沙收集装置中的径流泥沙收集器的对应调节，在支架的底部设置轮子，可以方便实验时根据实际情况进行移动，试验时，支架的四周可以用彩色条形布条进行遮挡，保证降雨的均匀性。

镶嵌在支架中部侵蚀槽内的侵蚀槽，由薄的钢板制成，通过液压装置实现不同坡度的调控，在侵蚀槽的侧面设置坡度仪，通过坡度仪实现试验所需的坡度。在侵蚀槽的下部设置引流槽，侵蚀槽接纳降雨模拟器的降雨后，侵蚀产生的径流和泥沙，通过引流槽与径流和泥沙收集装置连接。径流泥沙收集装置包括三个径流泥沙收集器，收集器之间通过连接管连接。根据产生的径流和泥沙量的多少，可通过延伸杆进行调节，可以满足不同降雨条件下的径流和泥沙收集。

Claims (7)

1.一种便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：该装置包括供水装置、降雨模拟器、支架、侵蚀槽和径流泥沙收集装置，其中，供水装置中的水阀（8）通过橡胶管与降雨模拟器的进水管（13）连接，降雨模拟器放置在支架顶部设置的承接槽（17）内，支架中部设置侵蚀槽架（18）放置侵蚀槽，支架的下部安装托盘（19），托盘（19）放置径流泥沙收集装置。

2.根据权利要求1所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的供水装置包括水桶（1）、控制箱（6）、水泵（2）和蓄电池（4），水泵（2）设置在水桶（1）内，蓄电池（4）通过电缆线（3）与水泵（2）连接，水管（5）的一端放置在水桶（1）内，另外一端与控制箱（6）连接，控制箱（6）上设置流量显示仪（9）和水压显示仪（10），在控制箱（6）的末端设置水阀（8）、水压控制阀（11）、流量控制阀（12）和净水器（7）。

3.根据权利要求1所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的降雨模拟器由铁皮盒制成、在铁皮盒上设置小孔（14），装有针头（15）的橡胶塞放置在小孔（14）内。

4.根据权利要求1所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的支架包括支架柱（16）、承接槽（17）、侵蚀槽架（18）和托盘（19），在支架柱（16）上设置调节阀（20），在支架的顶部设置承接槽（17），在支架的中部设置侵蚀槽架（18），在支架的下部设置托盘（19），托盘（19）上设置延伸杆（23），在支架的底部设置轮子（24）。

5.根据权利要求1所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的支架还包括支杆（22），支杆（22）设置在侵蚀槽架（18）下方，液压装置（21）固定在支杆上。

6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：在侵蚀槽的侧面设置坡度仪（27），在侵蚀槽的下部设置引流槽（26），通过引流槽（26）与径流泥沙收集装置连接。

7.根据权利要求1所述的便携式人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的径流泥沙收集装置包括三个径流泥沙收集器（28），径流泥沙收集器（28）收集器之间通过连接管（29）连接，在径流泥沙收集器（28）的底部设置出流口（30）。