人工模拟降雨器的成就者—“变频的人工智能”

各类人工模拟降雨器的技术参数

降雨自动模拟系统

1、系统组成： 驱动电机、喷嘴成雨管路系统、安装框架、计量水罐装置、控制器等、

2、降雨强度可以通过设置变换喷嘴的范围来达到，最低降雨强度为9.65毫米/小时，最大降雨强度为104.24毫米/小时；

3、降雨面积：1.5米宽×7米长；

4、降雨强度范围：标准调节强度为50～100毫米/小时，坡度小于20度

5、用来模拟产生水蚀动力的自然降雨，接近自然降雨能量。采用带压力垂直下喷式模拟降雨，雨滴能量较大，既有较强的抗风能力，又可接近自然降雨能量；

6、现场实时显示模拟降雨的雨强动态变化数据，降雨时间。

目的：坡面降雨溅蚀

1、有效降雨面积： 2m×2m=4m2，降雨面积可改变；

2、有效降雨高度: 4m；

3、降雨喷头：采用模拟雨滴喷头的美国SPAYING SYSTEMS公司生产的FULLJET旋转下喷式喷嘴；

4、控制单元：系统起停；降雨量控制；雨量监测；压力监测；

5、设计喷雾量：20-200mm/h；

6、降雨调节精度: 7 mm/h；

7、雨强连续变化范围：20-200mm/h；

8、雨量筒分辨率：0.1mm；

人工模拟降雨大厅，规格为25m ×26m，结构为钢筋砼框架结构，高度为21.25m，附属设施有供水泵房、水池、自动监控室、固定和移动 变坡钢槽等

人工模拟降雨系统及配套设备，综合实验楼和非常规水利用水池基本仪器设备、操作台，小型气象站三部分。其中人工模拟降雨系统及配套设备分为4个子系统，分别为人工模拟降雨系统（247m2）美国斯普瑞SPAYING SYSTEMS喷头1套；变坡钢槽（2×5m，0-45度变坡，可移动）6台；水量平衡场（10个径流小区，2m×5m×2m）及监测用房（3.5m×5m×4m）1项

人工模拟降雨系统

1、有效降雨面积： 2m×10m=20m2，降雨面积可根据实验情况进行调整；

2、有效降雨高度: 3m；

3、降雨喷头：采用模拟雨滴喷头的美国斯普瑞SPAYING SYSTEMS公司生产的FULLJET旋转下喷式喷嘴；

4、控制系统：配置触摸屏，用户可通过触摸屏操控系统，操作面板上设置有指示灯和按钮，方便用户监测和操控系统；

5、控制单元：系统起停；降雨量控制；雨量监测；喷雾压力监测；系统安全保护；系统报警；

6、增压单元：由不锈钢管道而成固定在操作控制台底部。实时监控系统压力和流；

7、喷雾单元：不锈钢材质，喷嘴和直管段集成在一起，喷雾支架为不锈钢方管结构，用来架设供水管路和喷嘴；

8、设计喷雾量：200～1000L/H；

9、喷雾压力：0.5～3Bar；

10、雨强变化调节时间：＜30S；

11、降雨调节精度: 7 mm/h；

12、降雨测量误差  ：≤2%；

13、降雨历时：可自定义定时开启以及关闭后自动再开启；

14、数据存储容量：＞32000条数据；

15、雨量筒承雨口内径：Φ200mm±0.6mm；

16、雨量筒分辨率：0.1mm；

17、数据通讯方式：RS485、USB；

18、配置：电动流量调节阀1台；电磁管路开关3只；电磁管路开关一套；水泵及管线一套；喷头（美国斯普瑞）1组；管路及分水系统1套；雨量计1套；模拟降雨支架1套；模拟降雨自动控制中心1套；系统监测软件1套；蓄水桶1个（容量1吨）。

人工模拟降雨器关键术语：

降雨强度

   降雨强度是单位时间内，喷洒在单位面积土地上的水量，用水深来表示。目前，我国的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实现的。从雨滴发生器的两个不同方式看，以喷头为雨滴发生器的模拟装置主要是通过选用不同喷头组合和不同喷嘴直径来实现不同雨强效果，一般以喷头为雨滴发生器的与强范围为15~150mm/h.由于喷头的工作压力较大，雨滴具有一定的初动能，雨强相应要大，另外一种以小孔为雨滴发生器的模拟装置小雨强的装置主要是通过改变针号和针数来实现模拟较宽范围的降雨强度，小雨强的装置主要是通过调节供水量和调节振动台的频率来实现不同雨强的效果，这种模拟降雨装置的雨强范围为20~150mm/h.本系统模拟降雨装置采用的设计雨强范围为10~280mm/h。调整步长为1mm/h，由不同的支管组合来进行雨强控制。

雨滴

模拟降雨装置已被广泛应用于水土保持研究中。雨滴功能是否与自然降雨相似是一个重要的衡量指标。根据牛顿力学与万有引力定律，自然降雨在空中下落过程中会达到一个终点速度。这需要对模拟降雨的雨滴下落高度确定一个适当指标。考虑到不同的雨滴发生器，一般来说喷头式模拟降雨装置的雨滴具有一定的初动能，但喷头式装置都采用下喷式或侧喷式，所以它的高度相对要低。针孔雨滴发生器的模拟装置的降雨高度相对要高的多。美国学者罗斯（Rose）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,其相应的终点速度为2~~2.9mm/s,90%以上雨滴所需要的相应降落高度为7~~9m.据美国，澳大利亚等国家的一些学者对雨滴下落速度的研究，具有初速度的下喷式喷头，降雨高度达2m时，就可满足不同直径的雨滴获得2~2.9mm/s的终极速度。本实验装置采用喷头发生器，降落高度近6m.雨滴完全能够最终达到模拟天然降雨的终极速度。

降雨均匀度

 降雨均匀度是检测喷洒均匀性的重要指标，它表示一定的喷洒面积上水量分布的程度。