人工降雨模拟器

QYJY-503人工降雨模拟系统为使该系统模拟的降雨与自然降雨物理性能最大相似，采用世界上唯一专业生产模拟雨滴喷头的美国SPAYING SYSTEMS CO公司FULLJET旋转下喷式降雨喷头技术模拟降雨，本系统拟采用我公司研制开发的，已装备于世界第二大的人工模拟降雨实验大厅----中国科学院水利部水土保持研究所土壤侵蚀人工模拟降雨大厅的“人工模拟自动降雨系统”，该系统运行3年来，已为国内外著名水土保持机构模拟降雨2千余次，接待国家领导参观视察数十次，每次降雨圆满、准确，目前已成为土壤侵蚀模拟降雨设备行业的标准设备。便携式人工模拟降雨器、固定式人工模拟降雨器、人工模拟降雨大厅。

为了使模拟降雨与自然降雨的物理性能最大相似，经过多年的考察调研实验，该降雨系统设备选用垂直旋转下喷式喷头模拟降雨。此款喷头共分为1#、2#、3#、4#四种规格，不同规格喷头喷射特性如下：

1#喷头（单一，不互相叠加）2#喷头（单一，不互相叠加）

降雨半径：2.0—2.5米 降雨半径：2.6—3.0米

喷头工作压力：0.15-0.25mpa 喷头工作压力：0.16-0.27mpa

流量：143-192升/小时 流量：173-255升/小时

3#喷头（单一，不互相叠加） 4#喷头（单一，不互相叠加）

降雨半径：3.0—3.5米 降雨半径：3.6—4.0米

喷头工作压力：0.15-0.25mpa 喷头工作压力：0.15-0.25mpa

流量：226-305升/小时 流量：312-539升/小时

在实验过程中，为了模拟雨强变化范围宽、仿真程度高的自然雨，

下喷式喷头的布置方式一般由四种规格的喷头围成150mm×150mm正方形，组成一个喷头组。四个喷头组空间上4重重合叠加，形成一个雨强均匀的降雨区。喷头叠加原理曲线：

在具体实验中，四个喷头组成的喷头组所模拟的实际雨强为15—220mm/h。因喷头的特性限制，不仅不能模拟10-15 mm/h的小雨强降雨，而且非常浪费水电资源。为此，专门设计了由三个喷头组成的等边三角形喷头组，

侧喷式模拟喷头是一种由不同规格的挡水板组成的人工模拟降雨喷头，其通过先向上喷射雨滴然后再自由落体的方式模拟自然降雨。

相对于垂直下喷式模拟降雨喷头，侧喷式喷头所模拟的降雨雨强比较大，雨滴也较大，雨强变化范围20-300mm/h，降雨均匀度大于0.70，适合于做大雨滴的溅蚀实验。侧喷式模拟降雨喷头一般采取由两侧向中间对喷的布设形式模拟降雨。

人工模拟降雨控制系统采用闭环控制法，即就是在降雨区所布设的雨量计可以实时监测降雨强度的大小，并将数据传输至控制台，与设定的雨强值进行逼近式对比分析，再通过自动调节流量调节阀、调压阀等组件，改变供水水压及流量，从而更方便准确地模拟不同雨强的自然降雨。这种变步长无限逼近设定值的控制方法，既可排除系统率定误差、管路、喷头偶然因素对降雨影响，又可很好的消除水滞后惯性波动，使雨强调控更平稳、快速。

人工模拟降雨系统设备在降雨区顶部布设有许多模拟喷头供水管路。模拟降雨前后，当供水管路内的水压未达到喷头起喷压力时，会形成较大水滴落下，破坏地面实验模型；降雨停止水泵关闭时，也会形成无效降雨。为此需要在模拟降雨下喷区加装自动遮雨槽系统，收集降雨前后管路低压滴水。该系统采用万向连结传动，带动遮雨槽在遮雨位（喷头下方）与降雨位（喷头外侧方）平行滑动，自动控制收集无效雨。遮雨槽启闭时间小于3秒，漏雨率小于3%。

为保证整个降雨区中每个喷头处的管路供水流量最大可能一致，整个喷头给水系统采取管路流量均衡供水（几何中心供水）办法，即1个一级分水为左右两半部分，2个二级分水再通过分区电动开关阀/流量传感器，注入左右两部分的喷头供水管路中，且所配备的电动开关阀/流量传感器均可以独自工作也可以组合工作，用以满足单个小区或多个小区的组合降雨需要。降雨区供水管路系统在下喷空间区统一布设喷头，这样每个区均可在不同降雨状态下同时独立降雨、互不影响。又可以无暇缝的联动组合进行大面积模拟降雨（降雨系统分区可按降雨面积及用户要求来确定）。

人工模拟降雨系统供水管道所选用的是外镀锌镍合金给水钢塑管，它是以国标焊管（GB/T3091-2001）为基材，经抛光处理，外镀锌镍合金内涂环氧树脂而成，是在给水内涂塑复合钢管的基础上发展起来的一种新型给水管。用锌镍合金镀层取代热镀锌层，及解决了水的二次污染问题，又使外防腐层的耐蚀性成倍提高，从而大幅度提高了给水管的整体使用寿命，既降低了成本，还提高了表面的装饰性。管道连接方式为：￠50（含50）以下为丝接，￠50以上为卡箍连接，这样更方便以后检修。