【技术实现步骤摘要】
本申请属于降雨模拟试验装置领域，具体涉及一种用于降雨模拟试验的雨量控制器。
技术介绍
1、水土流失是全球范围内主要问题之一，而降雨是引起地面水土流失以及滑坡、崩塌、泥石流等山区自然灾害的重要因素之一。在利用天然降雨时，常常会受到时间和地域等条件的限制，给试验工作带来极大的困难。此外，在研究土壤侵蚀、坡面径流、土壤入渗等时，利用天然降雨进行研究的周期长，受环境的影响大，很难获得理想的效果。通过人工模拟降雨的方法可以方便地控制试验进程，缩短试验周期，有效地使用人工模拟降雨装置来进行降雨试验，是一利较为理想的降雨方法，它不受时间和空间的限制，可以重现天然降雨，既能节约大量的人力和物力，又能在短时期内重复试验，缩短试验周期。人工模拟降雨方法可以弥补短期内在自然降雨条件下无法获取的研究结果，并且可以验证在自然降雨环境下得到的研究结论。而人工降雨模拟试验首先就要考虑降雨特性，最为重要的是解决雨量控制的问题，雨量的控制是降雨模拟试验中最重要最直接的一个特性。
2、降雨的主要特性包括降雨强度、降雨分布的均匀性、雨滴直径和雨滴终点速度。在水土保持研究领域，国内外很早就认识到人工模拟降雨装置的降雨特性是影响试验结果准确性的关键因素，并相继研制了一批具有不同性能的人工模拟降雨装置。按照雨滴形成的方式，人工模拟降雨装置可分为悬线式、针头式、管网式和喷头式。其中，悬线式和针头式降雨模拟器可模拟小强度降雨，且降雨分布的均匀性好，但具有控制面积小、雨滴直径偏大且单一、雨滴终点速度与天然降雨相差较大等缺陷，所以目前的应用研究逐渐减少；管网式和喷头式
3、比如，徐向舟等研制的sx2002管网式降雨模拟装置，其降雨高度为3.5m，降雨面积为3.5m×2.5m，降雨强度范围为1.0-4.0mm/min，降雨均匀度超过80％，雨滴粒径为0-3mm；孙恺等研制针管式人工降雨装置，其降雨高度为1.6m，降雨面积为196250mm2，降雨强度范围0-15mm/h，降雨均匀度超过90％，雨滴粒径为0-10mm；bowyer-bower研制的悬线式降雨模拟器，其采用了内径0.7mm、外径2-3mm长15mm的聚乙烯管，雨滴中径为2-3mm；霍云梅等研制的旋转下喷式降雨装置、苏溦娜等研制的喷嘴式降雨模拟装置和张晶玲等研制的摇臂上喷式降雨模拟装置.各种类型降雨模拟装置的降雨特性均不尽相同，其中针管式降雨装置降雨强度控制范围有限；悬线式降雨装置在国内应用不多；喷嘴式降雨装置主要应用于室外，且侧喷式装置因雨滴直径较大而受风影响大，下喷式的雨滴落地破坏力不易计算，上喷式的降雨均匀度不够稳定。此外，现有降雨模拟装置研制尚存在雨水难以自循环利用、试验周期较长、设备安装调试复杂、试样淋雨平台不便于上人操作等问题。在装置的降雨特性率定方面，国内外对降雨强度、降雨均匀性、雨滴直径、雨滴终点落地速度与降雨动能等开展了研究.比如，吴光艳等通过对天然降雨雨滴特征的研究验证了雨滴直径特征符合best分布函数；美国学者罗斯等人关于天然降雨雨滴的研究表明，天然降雨雨滴大小的分布，波动在0-6mm.但是，不同人工模拟降雨装置由于其产生降雨的机制不同，亦需有针对性地开展降雨特性试验研究。
4、降雨量与降雨强度作为天然降雨的重要特征之一，是许多人工模拟降雨试验研究的单一指标，也是最基本的一种模拟降雨。模拟降雨，即是模拟天然降雨，所以在一些研究中，降雨强度的选择是根据已有天然降雨的数据资料进行选取的。如徐力刚等在研究不同降雨强度对营养盐垂向迁移过程和淋失量的影响中，其试验中降雨强度的选择是根据对抚仙湖区域多年来的短时降雨强度进行概率频度分布分析，以此为依据，确定了代表当地常见的短历时降雨的四种不同强度为试验降雨强度。
5、对已发表文献进行总结，发现我国人工模拟降雨的雨强更多取决于所用模拟降雨装置。而模拟降雨装置的降雨强度主要是通过调节流量和控制压力来调控的。孙飞达等在研究不同降雨强度对农地土壤侵蚀的影响中表明，其采用的降雨强度是将降雨器的压力控制60kpa并控制降雨器的摆动速度来调节降雨量，观测30min后计算求得平均降雨强度。张光辉等认为，按照降雨形成的方式，人工模拟降雨机可分为喷嘴式和针管式。一般以喷头为雨滴发生器的降雨装置的雨强范围在30～150mm/h，研究者一般在降雨装置可提供的雨强范围内选择一个雨强，作为模拟降雨的雨强参数。
6、现有的技术在强调一部分降雨特性的时候忽略了其他的一些重要降雨特性，或者是所考虑的降雨特性也与对应的天然降雨特性之间存在一些差异，这会使得到实际的水文过程和侵蚀机理等的理解和掌握将产生一定的偏差。由于对天然降雨特性认识的不足，大多岩土工作者对人工模拟降雨装置的准确性关注较少，自行设计的降雨装置多数只关注了降雨强度与水压之间的率定关系，忽视了降雨参数中其他指标的重要性。部分试验虽然考虑到了降雨特性对坡体水分入渗及坡面侵蚀的影响，但由于雨滴发生器的选择欠考虑，导致不能得到可靠的人工模拟降雨参数。此外，目前虽然已有成熟的人工模拟降雨装置，但普遍存在操作复杂、价格昂贵、体积较大及移动性差等问题。
7、在岩土工程领域，降雨是诱发滑坡的主要因素之一。对于由降雨因素导致的失稳机理研究，国内外开展了一系列有针对性的现场试验和物理模型试验，但由于对天然降雨特性认识的不足，大多岩土工作者对人工模拟降雨装置的准确性关注较少，自行设计的降雨装置多数只关注了降雨强度与水压之间的率定关系，忽视了降雨参数中其他指标的重要性。部分试验虽然考虑到了降雨特性对坡体水分入渗及坡面侵蚀的影响，但由于雨滴发生器的选择欠考虑，包括雨量的控制方式单一且死板等，导致不能得到可靠的人工模拟降雨参数。此外，目前虽然已有成熟的人工模拟降雨装置，但普遍存在操作复杂、价格昂贵、体积较大及移动性差等问题。
8、鉴于此，本申请针对当前人工模拟降雨装置存在的问题，参照国内外人工模拟降雨装置设计的经验，设计了一种可循环、可移动式降雨试验的雨量控制装置，并对该装置进行了降雨特性率定试验，以验证装置的可靠性。并开展了该装置在不同雨强条件下的降雨强度、降雨均匀性、雨滴直径、雨滴终点落地速度与降雨动能等降雨特性率定试验，在短期内开展大批量降雨模型试验和获取实验数据提供保障。整个装置采用下喷式喷头作为雨滴发生器，通过控制输水管道压力，启闭不同类型的喷头，移动雨棚位置和调整透水板角度来控制雨量，实现不同降雨强度、不同历时的人工模拟降雨过程
技术实现思路
1、本申请针对当前人工模拟降雨装置存在的问题，参照国内外人工模拟降雨装置设计的经验，设计的一种可循环、可移动式降雨试验的雨量控制装置。具体的技术方案如下：
2、一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，由供水系统、喷淋系统、雨量控制系统和雨水回流系统四部分组成。
3、所述供水系统的功能是为整个装置提供水源和水压，主要由u型蓄水池、输水管、变频自吸泵、流量表、止回阀、活接头和主供水管道组成；
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1.一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，由供水系统、喷淋系统、雨量控制系统和雨水回流系统四部分组成；
2.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述供水系统的功能是为整个装置提供水源和水压，主要由u型蓄水池(1)、输水管、变频自吸泵(3)、流量表、止回阀、活接头和主供水管道组成；
3.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述喷淋系统用于控制和产生模拟降雨，由可移动支架，支流管、阀门、顶部水管和喷头(13)组成；
4.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述雨量控制系统用于支撑输水管道，控制降水量，主要由移动式雨棚(12)、轨道、雨幕(14)和倾斜式透水板(4)组成；
5.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述雨水回流系统由回流自吸泵(7)、沉淀池(6)、滤网、回流槽(8)、回水管组成；
6.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，本申请的人工模拟降雨装置总高4.6m，长8.0m，宽6.0
7.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，整个装置采用下喷式喷头(13)作为雨滴发生器，可通过控制输水管道压力，启闭不同类型的喷头(13)，调整雨棚位置与倾斜式透水板(4)的倾斜角度，实现不同降雨强度、不同历时的人工模拟降雨过程。
...【技术特征摘要】
1.一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，由供水系统、喷淋系统、雨量控制系统和雨水回流系统四部分组成；
2.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述供水系统的功能是为整个装置提供水源和水压，主要由u型蓄水池(1)、输水管、变频自吸泵(3)、流量表、止回阀、活接头和主供水管道组成；
3.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述喷淋系统用于控制和产生模拟降雨，由可移动支架，支流管、阀门、顶部水管和喷头(13)组成；
4.如权利要求1所述一种用于降雨模拟试验的雨量控制器，其特征在于，所述雨量控制系统用于支撑输水管道，控制降水量，主要由移动式雨棚(12)、...
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