[发明专利]一种室外大型边坡模型实验用降雨模拟系统

说明书

本发明公开了一种室外大型边坡模型实验用降雨模拟系统，包括支撑架、喷淋系统、供水系统、中控台、供电系统以及实验边坡组；所述实验边坡组包括多个并排设置的实验边坡，所述支撑架为可移动支架，从而能够依次对多因素、多过程、多状态下的实验边坡进行对照实验；所述喷淋系统设置在所述支撑架上，用于对实验边坡进行人工降雨，所述喷淋系统包括安装在所述支撑架顶部上的第一喷淋单元和通过升降机构设置在所述支撑架顶部第二喷淋单元，通过所述升降机构能够将所述第二喷淋单元的垂直高度根据实验边坡的坡度进行调节，从而保证了实验边坡坡面不同位置降雨动能的一致性，更有效地模拟了天然降雨。

技术领域

本发明属于人工降雨模拟技术领域，具体涉及一种室外大型边坡模型实验用降雨模拟系统。

背景技术

近年来，随着我国基础设施建设的逐步开展，造成了许多工程创面，不仅给各种地质灾害孕育提供了有利条件，同时加剧了边坡生态的退化。其中，由降雨诱发的边坡水土流失则是边坡生态修复研究中重要的课题，水土流失会加剧坡面侵蚀及植生功能退化，而降雨是诱发边坡失稳、泥石流等灾害的主要因素。

如要对边坡稳定性进行研究，则需要对边坡进行人工降雨模拟。人工降雨和天然降雨的主要差异主要分为三个方面：首先，人工降雨均匀度是保证在试验范围内降雨参数相同的重要指标。降雨均匀度愈高，人工降雨模拟的准确性愈大，即与天然降雨相似性愈大；其次，天然降雨与人工降雨雨滴大小分布差异十分明显；最后，同一个降雨强度对应的降雨动能是不同的，这主要是由于降雨速度和雨滴大小的差别造成的。在模拟天然降雨时，降雨动能是最好的参量，如果通过调整降雨参数，使两者降雨动能相同，那么就可以比较方便地进行人工降雨的模拟实验。而现有的降雨设备如公开号为CN110133212A的一种用于室内边坡试验的人工降雨系统，主要是通过在支撑架顶部均匀布置降雨喷头，来保证雨量的均匀性，而不能根据实验边坡坡面的高度差来对降雨动能进行调节，最终导致落在实验边坡靠近坡顶和靠近坡地的坡面上的雨滴大小和雨滴终点速度不一，从而对实验结果会造成一定偏差。

发明内容

本发明的主要目的在于适应边坡生态修复的研究需求，更加准确的对不同因素作用下的边坡进行自然界各种降雨现象的模拟。

本发明的实现过程如下：

本发明提供了一种室外大型边坡模型实验用降雨模拟系统，包括支撑架、降雨系统、中控台、供电系统以及实验边坡组；所述实验边坡组包括多个并排设置的实验边坡；所述降雨系统包括喷淋系统和供水系统，所述喷淋系统用于对实验边坡进行人工降雨，所述供水系统包括储水箱和与之相连的水泵，用于给所述喷淋系统供水；所述中控台用于对整个装置进行控制和协调；所述供电系统用于给整个装置供能；所述喷淋系统包括平行设置在所述支撑架顶面上的第一喷淋单元和第二喷淋单元，所述第一喷淋单元与所述第二喷淋单元分别用于对所述距实验边坡坡面的上半部分和下半部分进行模拟降雨，其中，所述第二喷淋单元通过升降机构设置在所述支撑架上，通过所述升降机构能够将所述第二喷淋单元的垂直高度进行调节，从而保证实验边坡坡面不同位置降雨动能的均匀性，更有效的模拟天然降雨。

优选的，所述支撑架为可移动支架，包括安装框架和设置在所述安装框架底部的移动组件。

优选的，所述运动组件包括滑轨和与之配套的滑动平台，所述滑轨平行设置在实验边坡组的上水平面上和下水平面上，所述滑动平台设置在安装框架底部四周的各个脚上，使得所述安装框架能沿着所述滑轨在多个不同的实验边坡之间水平移动进行对照试验。

优选的，所述滑动平台内还设有行走轮和电机，所述行走轮与所述电机的输出轴相连，通过所述电机能够驱动所述行走轮转动，从而带动所述安装框架沿着所述滑轨运动到中控台中输入的指定位置。

优选的，所述第一喷淋单元包括若干均匀设置的喷头和设置在所述喷头进水端由所述中控台远程控制的阀门；所述第二喷淋单元与所述第一喷淋单元结构相同。

优选的，所述喷头旁还设有距离传感器，通过所述距离传感器能够对各个喷头与坡面的垂直距离距离进行检测。