小型野外人工模拟降雨试验装置的制作方法

本实用新型属于野外人工模拟降雨及水土流失相关测试领域，尤其是涉及一种小型野外人工模拟降雨试验装置。

背景技术：

近年来，越来越多的专家学者开展了人工模拟降雨相关领域的试验研究，水土流失灾害的原位测试试验也遇到场地和降雨条件的困扰。在此类研究中对雨量的控制、坡度的控制、水源的补给等均属于原位测试中的关键技术问题。针对野外天然边坡，准确测试一定植被覆盖、降雨历时、降雨强度下不同边坡水土流失规模和特征等，将是有待进一步解决的问题之一。

目前国内外有关人工模拟降雨系统相对较多，而大部分试验均为室内模拟降雨试验，部分降雨装置也主要针对实验室附近人工平整的特殊试验小区进行降雨试验，其原理与室内模拟降雨基本相同。然而天然边坡的坡面形态复杂多变，从一定高度喷洒水体与实际雨水降落坡面的状态出现较大的偏差，且模拟降雨装置需随坡度及坡面平整程度随时调整，而现有的降雨装置不能满足试验要求。

本案在研究草甸退化区水土流失特征评价方面做了进一步的探讨，发现高寒地区不同退化草地水土流失加剧的成因分析需要因地制宜的设计模拟降雨，随时随地观测降雨与草地退化区水土流失的关系，需要对天然坡地开展原位降雨模拟试验，这样可以避免人工种植和设计试验区、扰动试验等带来的误差。如果借助一种便携的野外人工模拟降雨试验装置，可以在不做任何扰动及破坏的条件下进行试验，这能够排除人为因素或其他结合力造成的影响，从而使试验结果更加符合实际。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，根据野外天然边坡降雨试验的实际情况，综合考虑其影响试验结果的各项因素，为达到既方便试验且保证试验结果真实性与准确性的目的，提供一种小型野外人工模拟降雨试验装置。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的小型野外人工模拟降雨试验装置，包括喷头、输水管、流量仪、入水阀门、稳定架、固定夹、U形地锚；

所述输水管由A管、B管、C管依次首尾连接形成Z形结构，Z形输水管的入水端装配有入水阀门和流量仪，入水端可连通自来水管或抽水泵及过滤器，Z形输水管的出水端装配有喷头；

所述稳定架利用固定夹装配在B管、C管相衔接的位置，稳定架与C管形成T形结构，并且稳定架与B管之间的夹角可随边坡坡角进行调节，稳定架两端及C管末端设置U形地锚。

进一步的，所述A管、B管、C管之间利用转接管连接，所述喷头、入水阀门和流量仪利用转接管装配连接。

进一步的，所述喷头竖向360度可调。

进一步的，所述喷头为直径3cm的半球形喷头，球面均匀分布间距3mm、孔径1mm的出水小孔，向上喷水时降水有效直径为2～3m。

进一步的，所述A管、B管、C管的内径为20cm，长度为100cm。

进一步的，所述稳定架总长度200cm，U形地锚长度为30～40cm。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型试验装置将喷头、输水管连接到一起，喷头向上，并由稳定架和U形地锚将装置固定在任何边坡上，并将输水管与水源连接，水体可从半球形喷头中喷出实心伞形水滴。只要野外有水源，连接抽水泵即可在任何地区均能实现野外原位模拟试验。

2、转接管、固定夹的连接方式，使得该装置易拆卸，搬运方便，固定稳定，可适用于各种复杂坡地；

3、输水管的入水端即可连接自来水管，也可以在野外配备抽水泵，水源附近即可实现人工模拟降雨；

4、喷头大小及入水阀门可调节降雨强度和雨滴大小，且降雨均匀；

5、喷头竖向360度可调，可实现水滴自由落体的仿真模拟降雨，坡脚配导流槽可测试不同降雨历时和雨强条件下的水土流失量。

6、此装置不需要电源，如果没有自来水，可以配备抽水泵输水，适用于野外进行试验。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是本实用新型的左视结构示意图。

图3是本实用新型的俯视结构示意图。

图4是本装置装配在边坡上的结构示意图(省略流量仪、入水阀门、转接管、固定夹)。

图中：

1-喷头；

2-输水管，21-A管，22-B管，23-C管；

3-流量仪，4-入水阀门，5-稳定架，6-转接管，7-固定夹，8-U形地锚。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细说明。

如图1-4所示，本实用新型的小型野外人工模拟降雨试验装置，包括喷头1、输水管2、流量仪3、入水阀门4、稳定架5、固定夹7、U形地锚8；

输水管2由A管21、B管22、C管23依次首尾连接形成Z形结构，Z形输水管2的入水端装配有入水阀门4和流量仪3，根据野外降雨实际，可通过调节入水阀门4和流量仪3控制降雨强度和雨量，试验数据尽可能符合实际，入水端可连通自来水管或抽水泵及过滤器，Z形输水管2的出水端装配有喷头1；

稳定架5利用固定夹7装配在B管22、C管23相衔接的位置，并与C管23形成T形结构，稳定架5两端及C管23末端设置U形地锚8，稳定架5与C管23间的夹角可随边坡坡角任意调节，以适用于复杂的边坡地形。

所述A管21、B管22、C管23之间利用转接管6连接，所述喷头1、入水阀门4和流量仪3利用转接管6装配连接。

所述喷头1竖向360度可调，喷头方向及高度可以按试验要求自行调节。

所述喷头1为直径3cm的半球形喷头，球面均匀分布间距3mm、孔径1mm的出水小孔，向上喷水时降水有效直径为2～3m，适合野外试验操作，水从喷头1向高空喷洒，形成实心伞形雨水，然后均匀降落在坡面，避免喷水带来的强大动能。

所述A管21、B管22、C管23的内径为20cm，长度为100cm，调节B管22的高度，可调节喷头(1)距地面的高度。

所述稳定架5总长度200cm，U形地锚8长度为30～40cm。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。