利用人工模拟降雨机来实现人工模拟降雨实验侵蚀实验现象的定制

1 实验目的

 通过本实验，了解人工模拟降雨机的工作原理，掌握利用人工模拟降雨机来实现降雨导致的土壤侵蚀作用、降雨侵蚀的发生过程、影响降雨侵蚀量的主要因素等。

2 实验原理

降雨导致的土壤侵蚀量大小，主要取决于降雨历时、降雨强度和降雨量等，同时还受到土壤种类（不同土壤的可蚀性不同）、地面坡度、地表覆盖物种类及其覆盖物数量等多种因素的影响。

 本实验人工模拟降雨机，采用特定土壤（限于教学时数只能选择一种土壤），通过改变有限的因素（降雨量、降雨强度、降雨历时、地面坡度）探讨土壤侵蚀量（土壤流失量）的大小，进而通过分析实验数据得到以上因素与土壤侵蚀量的相关关系。

本试验中，我们设计了两种因子的研究，即降雨历时（3min、5min和10min）和地面坡度（10°、20°、30°）。

3 人工模拟降雨机的主要性能

有效降雨面积：1.5m×1.5m；

雨滴发生器至地面垂直高度：2.0m；

降雨强度：10 mm/h ~ 200 mm/h 连续可调；

雨滴直径：1.7 mm ~3.0mm；

降雨历时：0~24 h 自动控制；

工作方式：手动、自动两种方式任选。

本次实验以降雨历时和坡度为影响因子，研究与坡面产沙量的关系。根据查阅文献和实验分析的结果表明，降雨历时与产沙量关系较为复杂，可能不存在单纯的线性关系。坡度是产沙量重要的影响因子，与产沙量线性关系较好，与前人的研究结果对比，也印证了这一结论。此外，从文献中发现，降雨强度是产沙量好重要的影响因子，从许多学者的研究数据中可以看出，降雨强度对坡面产沙量的影响比坡度更加显著，但由于实验条件所限，本次实验并没有设置降雨强度为研究因子。