[实用新型]一种用于土壤-植被-大气连续体系模型试验的人工气候系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种人工气候系统，特别涉及一种用于土壤-植被-大气连续体系模型试验的人工气候系统，属环境岩土工程领域。该人工系统可模拟刮风、降雨、光照、温度、湿度等气候环境自然变化。

背景技术

随着我国土木水利工程建设的加大，气候环境变化(如：暴雨、高温干旱、季节性干湿交替、冻融循环)而引发的工程地质灾害等问题(如：泥石流、山体滑坡、工程体开裂等)逐渐被暴露，已严重威胁到我国人民生命财产的安全。近年来，植被因其根系的加筋锚固作用，以及其空气净化功能被广泛应用于岩土体防护中，对于抑制气候环境变化而引发泥石流、山体滑坡等地质灾害问题作用明显，有关土壤-植被-大气相互作用的研究已成为环境岩土领域的一个热点。室内模型试验是土壤-植被-大气相互作用研究的有效手段之一，一个稳定的、均匀的、程序可控的气候环境是开展该研究的关键。

人工气候箱是一种根据试验需要人为调控箱内气候参数的设备。目前国内外根据各领域需要开发了多种人工气候箱，主要应用于植物的生长和组织培养，微生物的培养实验，昆虫以及小动物的饲养实验，水质监测的BOD测定，材料的抗腐蚀及使用寿命等的测定，以及其他用途的人工气候试验。异同于现有人工气候箱，为土壤-植被-大气连续体系相关的岩土工程模型试验提供人工气候环境的气候箱，首先必须实现室内风速风向、降雨光照强度、温湿度、CO₂和O₂等气候参数的自动调控，同时确保试验箱内各类气候参数的均匀性，使试验模型体具有相同的外界条件，降低非确定性环境因素对模型试验产生的误差。现有人工气候箱试验箱对于温湿度控制、CO₂和O₂调节技术已较为成熟，但对太阳光照模拟多采用数个竖立于箱门上或箱顶的荧光灯作为光源，其无法调整光线入射角随时间的变化且均匀性较差，而能实现人工降雨的人工气候箱还少见报道。目前模拟降雨的人工降雨设备主要采用顶部等间距均布旋转喷头或者采用矩形盛水箱顶部均布滴水针管，但旋转喷头产生雨滴的均匀性存在明显的尺寸效应，不适用于对小尺寸范围内降雨均匀性要求过高的岩土体模型实验。而矩形盛水箱顶部均布滴水针管虽然降雨均匀性较好，但体积较大不能直接应用于人工气候箱，同时矩形盛水箱顶部均布滴水针管与同需置于箱顶的光源存在位置冲突问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于土壤-植被-大气连续体系模型试验的人工气候系统，该人工系统可模拟刮风、降雨、光照、温度、湿度等气候环境自然变化。