[发明专利]一种分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置及实验方法

权利要求书

1.一种分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：该装置包括人工降雨系统，雨滴动能消除系统，模型集水系统；所述的模型集水系统内铺洒试验用的颗粒物；模型集水系统的部分区域覆盖雨滴动能消除系统；所述的人工降雨系统位于模型集水系统的上方向覆盖雨滴动能消除系统区域及未覆盖雨滴动能消除系区域的模型集水系统喷洒。

2.根据权利要求1所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：所述的人工降雨系统包括：水箱、控制器、水泵、喷淋电磁阀、支撑架；所述支撑架位于模型集水系统的一侧，所述支撑架的顶端设有喷淋电磁阀，所述的水箱内布置水泵，水泵通过管体有喷淋电磁阀相连通，所述的喷淋电磁阀的喷洒范围覆盖模型集水系统；所述的控制器布置在支撑架上用于控制水泵开启与关闭。

3.根据权利要求1所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：所述的模型集水系统包括坡面集水区域I、坡面集水区域II、挡水板、集水口；所述的坡面集水区域I、坡面集水区域II的一侧分别设有与之连通的集水口，所述的坡面集水区域I、坡面集水区域II与集水口的边缘分竖立设置挡水板。

4.根据权利要求1所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：所述的雨滴动能消除系统由多层网面组成，网面上的网孔直径为1mm；相邻的两层网面之间的间距为2cm。

5.根据权利要求3或4所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：所述的多层网覆盖于坡面集水区域I、坡面集水区域II其中一个区域。

6.根据权利要求3所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，其特征在于：所述的坡面集水区域I、坡面集水区域II向集水口侧倾斜。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置的实验方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）以收集的原始颗粒物为对象，将颗粒物铺洒在坡面集水区域Ⅰ与坡面集水区域Ⅱ上；

（2）在坡面集水区域Ⅰ或坡面集水区域Ⅱ上布置多层网面；开启喷淋电磁阀模拟人工降雨；

对坡面集水区域Ⅰ，雨滴无障碍直接落在坡面上，作为雨滴击溅和径流剪切驱动共同作用下颗粒物传输的工况；

对坡面集水区域Ⅱ，上方布置多层网面堆叠形成的动能消除系统来有效屏蔽雨滴动能，作为无雨滴击溅作用下颗粒物传输的工况；

（3）雨水在集水区域内形成径流，从集水口流出；

（4）将坡面集水区域Ⅰ与坡面集水区域Ⅱ两种不同颗粒物传输的工况进行对比分析；

（5）工况对比分析为：对于坡面集水区域Ⅰ，径流剪切R和雨滴击溅E共同作用驱动坡面颗粒物输移，构成实验工况一；对于集水区域Ⅱ，雨滴动能消除系统屏蔽了雨滴击溅作用，仅有径流剪切R作用驱动坡面颗粒物输移，构成实验工况二；将两种实验工况结束后的单位面积坡面颗粒物输移量相减，可分别得到由径流剪切和雨滴击溅作用引起的单位面积坡面颗粒物输移量R和E。