QYJY-503C人工模拟降雨装置降雨特性试验

为了使基于人工模拟降雨装置的水土保持试验更可靠,采用人工降雨试验方法,通过研究QYJY-503C人工模拟降雨装置的降雨特性,探讨该装置在水土保持科学试验中的适用性。结果表明:1)雨滴达到终速时雨滴-色斑直径的关系为d=0.383 9D0.709;2)QYJY-503C人工模拟降雨装置有效降雨均匀度超过80%;3)在试验范围内,雨滴直径随降雨强度增大而增大,雨滴中数直径与降雨强度呈d50=0.559 5I0.280 5的幂函数关系,相同降雨强度条件下的雨滴直径较天然雨滴偏小20%~70%;4)降雨动能与降雨强度呈E=0.004 2I-0.021的线性关系,可通过控制降雨强度实现降雨动能与天然降雨的相似性;5)QYJY-503C人工模拟降雨装置性能稳定、可控性强,可适用于室内土壤侵蚀的研究。     

人工模拟降雨条件下3种多年生牧草水土保持能力分析

采用人工模拟降雨方法,以耕地和裸地为对照,对3种多年生牧草进行水土保持能力分析。结果表明:产流时间依次为裸地耕地三叶草狼尾草狗尾草,在76mm/h雨强下径流量、1h径流和泥沙累积量、土壤侵蚀量依次是耕地裸地三叶草狼尾草狗尾草,在53mm/h雨强下泥沙量、1h径流和泥沙累积量、土壤侵蚀量依次是裸地耕地三叶草狼尾草狗尾草。3种牧草均有很好的水土保持效果,其中狗尾草水土保持效果最好,三叶草相对较差。     

人工模拟降雨自动控制系统的研制

采用先进的闭环自动控制理论和技术研制了一种人工模拟降雨自动控制设备,以降雨过程的最终实际降雨参数控制和驱动降雨过程的各个降雨部件,克服了从水池到喷头之间诸多环节对降雨的随机影响。试验测试结果表明,该设备的主要性能指标优于国内外其他人工模拟降雨系统,是进行土壤侵蚀科学研究的重要实验设备。     

人工模拟降雨大厅及模拟降雨设备简介

黄土高原土壤侵蚀和旱地农业国家重点实验室人工模拟降雨大厅位于陕西杨陵农科城，降雨大厅面积为1296m^2，其规模为世界上第二大模拟降雨大厅(图1)。该降雨大厅为我国土壤侵蚀与水土保持科学定量化研究提供了平台。     

人工模拟降雨试验降雨特性及问题分析

由于试验的需要和人工模拟降雨的优点,越来越多的研究者采用人工模拟降雨。但在大量的试验中,人工模拟降雨试验的降雨特性与天然降雨特性之间联系不够紧密,对应特性之间存在差异。除了人工模拟降雨特性与天然降雨特性的不统一性外,人工模拟降雨试验中还存在一些自然与非自然因素导致的问题,在关注并逐一克服这些问题的同时,将人工模拟降雨和高科技技术,如GPRS等结合起来,应用于更广阔的领域。     

用人工模拟降雨仪研究我国亚热带土壤的可蚀性

用人模拟降雨仪研究了我国亚热带７种有代表性土壤的可蚀性，结果表明土壤可蚀性因子Ｋ值以紫色土最高，第四纪红色粘土发育的土类最低，该文还用诺谟方法估算了土壤可蚀性因子Ｋ值，但其中大部分与人工模拟降雨仪测得的相差较大，因此，认为该地区极大多数土壤类型不能直接用诺谟图方法来估算土壤可蚀性因子Ｋ值。     

基于人工模拟降雨的垂直侵蚀研究

凭借人工模拟降雨装置,对大红山工矿区弃石场的土壤与沙砾间的横向与纵向的垂直侵蚀状况比较,分析了影响垂直侵蚀的主要因素.结果表明:(1)垂直侵蚀物质输移量随深度的增加而减少,随降雨强度的增加而增加;(2)加剧垂直侵蚀的主要土壤物理性质是降雨强度、降雨量和土壤渗透性;(3)抑制垂直侵蚀的主要土壤物理性质是土壤容重、土壤初始含水量;(4)土壤化学性质对垂直侵蚀的影响主要通过土壤物理性质表现出来.     

人工模拟降雨装置在水土保持方面的应用

利用人工模拟降雨装置进行室内与野外试验已成为水土保持研究的一个重要手段。用人工模拟降雨方法可以加速土壤侵蚀、降雨产流及入渗等试验,避免自然因素的影响,在既定时间内迅速获得试验所需数据,顺利完成计划试验。主要介绍了我国人工模拟降雨装置在水土保持方面应用的研究近况、模拟降雨装置的主要设计技术参数,以及本实验室于2003年研制成功的Kust03-1型人工模拟降雨装置在云南山地的应用。     

人工模拟降雨特性的试验研究

本文对降雨的特性,降雨量、降雨强度;降雨分布的均匀性;雨滴直径大小和分配;雨滴终点速度等方面进行了试验研究,并根据国内外学者的研究成果与笔者的工作,提出了一些有代表性的测定方法和计算方法。     

人工模拟降雨装置及其应用介绍

我国水土保持科研人员借鉴国外经验,通过改装与自我研发,研制了不少能满足室内和室外试验要求的人工模拟降雨装置。经过多年的发展,人工模拟降雨装置已在水土保持科学研究中得到了广泛应用,并积累了大量的观测资料,为进行土壤侵蚀预测预报打下了基础。系统介绍了近20年来我国人工模拟降雨装置研制的发展及目前应用情况。     

人工模拟降雨装置的设计及其参数率定

[目的]针对水环境领域中地表径流的水质研究所需的降雨特点,设计了一种人工模拟降雨装置。[方法]该模拟降雨装置采用3个规格不同的喷嘴式喷头,利用不同喷头的启闭与组合实现不同雨强的模拟。[结果]经率定,此装置降雨强度可达0.3~2.0mm/min,在此范围内降雨均匀系数均在85%以上,雨滴中数直径的范围为1.09~2.25mm,最大雨滴直径不超过6mm,雨滴终点速度可达到2~2.9mm/s。[结论]该装置模拟降雨与天然降雨的相似程度较高,可用于模拟真实的降雨情况。     

基于人工降雨试验的残茬覆盖水土保持效益评价

基于人工降雨试验,研究不同残茬覆盖度在4°坡对黑土坡面水土保持效益的影响。试验设置3个平行条件,分别为4个雨强(30,60,90,120 mm/h),5个残茬覆盖度(15%,35%,55%,75%以及裸土对照组)以及2种土壤初始含水量(8%和30%,分别对应干、湿运行)。结果表明:对黑土坡面进行残茬覆盖处理,能够起到抑制土壤产流产沙的作用,且覆盖度越高,其抑制作用越明显。15%,35%,55%,75%覆盖度下保水效益可以分别可以达到30%,27%,57%,72%;保土效益分别可以达到36%,53%,89%,94%。根据保水保土效益与覆盖度的关系建立了指数函数关系式。与保水效益相比,残茬覆盖处理的保土效益更为明显。残茬覆盖不仅能提高黑土养分,更是保护黑土的有效方式。     

SR型野外人工模拟降雨装置

SR型人工降雨装置是一种多喷头、多单元组合式的间歇降雨装置.选用目前国内外较理想的喷头,在喷头处辅以可改变喷头降水方式的机械传动装置,以间歇方式降雨来满足其降雨强度,雨滴直径大小及其分布与自然降雨相似.每个单元的有效降雨面积为2m×5m;如果4个单元组合成,其长度可增加4倍,有效降雨面积即2m×20m.装置采用轻型铝合金材料制成,结构简单,易于安装拆卸,适用于野外工作.     

槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机的雨强及其空间分布率定

人工模拟降雨机由于不受时间和空间的限制而成为研究降雨影响入渗、产流、冲刷、侵蚀产沙等动力学机理的重要试验手段。为解决我国目前降雨机模拟降雨特性与天然降雨特性相差较大的问题,设计了槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机。通过试验分别率定了该降雨机单喷头降雨雨强和多喷头组合降雨雨强的相关参数．以便为用户应用提供技术指标。该降雨装置在2．5m的高度下模拟的雨强范围为11．3～132．5mm／h。单喷头受雨面呈矩形,沿喷头摆动方向2．0m宽,垂直摆动方向2.7m长,受雨面积为5．4m^2。为形成均匀的雨强空间分布,需进行多喷头组合。组合实验表明,沿摆动方向的相邻喷头最佳距离为1．1m,沿垂直摆动方向的相邻喷头最佳距离为1.5～1．6m,组合后的雨强空间均匀性系数达到0．89以上。目前测试雨机的单机由5个喷头组成,相邻喷头为摆动方向,距离1.1m。用户可根据实验面积自行选择争机喷头数量和雨机数量．相邻雨机喷头间的水平距离建议为1．5～1．6m。     

厦门市降雨侵蚀力指标R值及其空间分布

根据福建省降雨侵蚀力指标R值,对厦门市某一雨量观测点1996~2002年7年的所有大于10 mm的次降雨资料进行回归分析,建立了R值与相应月降雨量F的关系式,在该市其它观测点的运用和分析后,发现采用该公式来估算厦门市降雨侵蚀力R值更为合适,依此公式计算厦门市R值,并进行数据结果的空间分析,探求R值变化规律,为该地区水土流失的调查、规划及有效防治提供基础数据和决策依据。     

Empirical Sediment Transport Models Based on Indoor Rainfall Simulator and Erosion Flume Experimental Data

Land degradation processes start with accelerated runoff and sediment delivery. In this study, rainfall‐runoff induced sediment transport is investigated using data from an indoor laboratory experimental setup consisting of a rainfall simulator and an erosion flume. The data are analysed to develop empirical models using sediment discharge, slope, flow discharge, rainfall intensity and sediment size. Fine and medium sands are considered as bare soil in experiments. Four rainfall intensities (45, 65, 85 and 105 mm h⁻¹) are applied with combinations of lateral and longitudinal slopes of 5%, 10%, 15% and 20%. Eighty experiments are conducted. Flow is measured, and sediment within flow is separated and weighted. Experimental data are used for developing empirical models through multiple regression with parameters optimized by genetic algorithm. Results show that slope is the main contributing variable to the sediment transport over hillslopes. Accommodating variables among slope, rainfall intensity, flow discharge and median diameter of sediment as independent variables, one‐variable, two‐variable and four‐variable models are developed considering also that higher number of parameters increases the performance of the model with higher cost of parameterization. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

北京市降雨侵蚀力及其空间分布

 通过对北京地区20个气象站雨量资料的回归分析,发现可用公式R=5.2562F1.3057F来估算北京的降雨侵蚀力,其中FF是由逐月雨量计算而来的一种指标。用此公式计算了北京113个站点的R值,绘制了降雨侵蚀力等值线图,发现北京的R值变化于2144.0～6682.7MJ·mm·hm-22·h-1·a-1。由北部和西部山地所组成的弧形山脉R值最高,并呈现向西北、东南方向递减的趋势。研究结果可为北京的水土保持规划和评价提供依据。