降雨模拟装置的研究进展探究

【摘 要】模拟降雨是水土保持试验的重要手段，本文介绍了几种常见的不同的人工模拟降雨装置，探究了国内外人工降雨模拟装置的研究现状和发展，得出现代化、自动化的大型人工模拟降雨大厅和手控、简易的降雨模拟装置有着更加积极作用的结论。

【关键词】水土保持；人工模拟降雨装置

1、引言

早在1920 年美国就已开始应用人工模拟降雨方式对坡面产流和土壤侵蚀过程进行试验研究。从50 年代开始， 我国首先应用人工模拟降雨进行入渗试验，最早的国内降雨模拟装置是淮委水文测验室的苏制人工模拟降雨装置，此后，1959年华东水利学院的10m^2放瓦尔达依式降雨装置，1963年黄委会水科所的侧喷式降雨模拟装置依次出现。近年来， 引进和研制了各种类型的人工降雨器并应用于室内与野外试验。人工模拟降雨试验是在径流小区试验的基础上发展起来的。固定小区观测虽是土壤侵蚀定量测定最准确的方法， 但有难以克服的弊病， 径流小区试验依赖于天然降雨。天然降雨是复杂多变的， 尤其在年平均降雨量少且分布不均匀的干旱、半干旱地区， 更易受到气候的影响。因而在短期内不可能进行多项多次观测试验， 积累更多所需资料。基于实验室尺度的研究比坡面尺度的研究具有经济、便捷、可控等优点。因此， 利用模拟降雨装置进行试验已成为水土保持领域不可或缺的一个重要研究手段。模拟降雨装置的应用主要涉及水土保持业、农业及林业等领域的研究。人工模拟降雨装置的主要特点在于：

2.2.2国内降雨模拟装置的发展

我国相关领域的科研人员已经研制出了适于室内与野外各种试验要求和研究目的的人工模拟降雨装置。其中主要有以下几种：

（1）最早应用降雨模拟装置：淮委水文测验室，苏制的人工模拟降雨装置。

（2）1959年，华东水利学院，10m2仿瓦尔达依式降雨装置。

（3）1963年，黄委会水科所，侧喷式降雨模拟装置。

（4）1983年，黄委会西峰水土保持学试验站与陕西机械学院合作研制，活动轻便式降雨模拟装置。

（5）1984年，黑龙江省水土保持科学研究所，PS3—15型移动式人工模拟降雨装置。

最近几年，国内降雨模拟装置的研究不断发展，又先后出现了多种新型的，应用更加广泛的降雨模拟器。比较有代表性的有以下几种：

（1）中科院地理所针头式降雨模拟器

（2）清华大学水利系管网式降雨模拟器

（3）清华大学水利系组合喷头式降雨模拟器

（4）大连理工大学组合喷头式与管网式降雨模拟器

（5）西北水保所及河海大学的降雨模拟大厅

2.3模拟降雨装置的发展趋

（1）根据雨滴发生基本原理搭建的手控、简易的降雨模拟装置仍有其强大的生命力。

（2）智能化、自动化、大型化的降雨模拟大厅很有发展潜力。

3小结

模拟降雨是水土保持试验的重要手段；通过降雨模拟试验，可以缩短试验周期、严格控制试验条件。人工模拟降雨装置主要有喷嘴式、喷洒式（又称管网式） 、悬线式和针头式四种。现代化、自动化的大型人工模拟降雨大厅和手控、简易的降雨模拟装置都在积极地发展。

参考文献：

[1]任树梅，刘洪禄，顾涛.人工模拟降雨技术研究综述[J].中国农村水利水电，2003，3：73-75

[2]王洁，胡少伟，周跃.人工模拟降雨装置在水土保持方面的应用[J].水土保持研究，2005，12（4）：188-191

[3]程飞，徐向舟，高吉惠. 用于土壤侵蚀试验的降雨模拟器研究进展[J]. 中国水土保持科学，2008，6（2）：107-112

作者简介：

朱嘉嘉，男，大连理工大学 化工与环境生命学部2010级 化学工程与工艺专业。

庞锐（1991—），男，大连理工大学 建设工程学部，2010级 水利水电工程。

李志丹，女，大连理工大学 化工与环境生命学部，2010级，化学工程专业。