[发明专利]一种便携式野外湿地人工降雨装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用人工模拟降雨观察湿地土壤入渗，研究湿地土壤性质的降雨模拟装置，特别是一种便携式野外湿地人工降雨装置及其应用方法，属于湿地土壤性质研究设备的技术领域。

背景技术

湿地土壤入渗实验是研究土壤性质，了解湿地土壤中水分运移、溶质及污染物迁移过程的一个重要的手段。为了尽可能地模拟自然湿地入渗情况，需要在野外近似地模拟湿地自然降雨情况。

目前的野外人工降雨湿地模拟装置大多采用更换针头的方法来控制雨强的大小，在每次更换完针头之后还需要测定雨强是否满足要求，否则仍需要重新挑选合适的针头。且不论该方法无法实现雨强连续变化，就操作而言它费时费力，而且需要携带一大批内径不同的针头进行野外实验，增加了实验难度、提高了实验成本。

野外地形复杂，大多崎岖不平，且有一定的坡度，加之土壤易凹陷，设备可能会陷入土壤中。不仅如此，野外很难提供一个稳定的实验环境，易发生突发性气候（降雨、大风等）。若装置没有完全水平则可能会使雨强不均匀，影响实验结果；降雨模拟装置若架设不好则可能会导致侧翻，影响实验进度。而目前的同类型装置的野外适应性均较差。且野外实验操作不便于携带笨重的实验设备，因此，需要一种适应野外地形且操作简便、能够拆卸并且轻便易于携带，满足降雨要求的降雨模拟装置。

发明内容

本发明立足于当前人工降雨模拟装置的局限性，提供了一种野外湿地人工降雨模拟装置及其应用方法。本发明的核心思想是：调节进水口阀门以控制进水流量以改变封闭水箱内的压力水头，从而调节雨强大小，此方法能够提供一个可连续变化且稳定的雨强以提高实验效率；支架可拆卸且可调节高度便于野外携带及适应野外崎岖多变的地形，以保证雨强均匀。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种便携式野外湿地人工降雨装置，包括供水装置、雨强调节装置和支撑装置，所述供水装置包括水桶、磁力泵和进水管，磁力泵位于水桶内，进水管穿过水桶的桶壁连接在磁力泵上；所述雨强调节装置包括封闭水箱和玻璃测压管玻璃测压管位于封闭水箱上部，所述封闭水箱的下部分布设置有针头，进水管的一端连接在封闭水箱上；所述支撑装置包括设置在封闭水箱下部的固定螺栓以及支架，所述支架为中空结构，支架的中空部分具有与固定螺栓配合的螺纹；所述封闭水箱的下部设置有光电式雨强计。

作为进一步的优选方案，所述支架与地面接触的一端设置有金属垫片。

作为进一步的优选方案，所述进水管上设置有电磁流量计和进水阀门。

作为进一步的优选方案，所述封闭水箱上部设置有圆水准泡。

一种便携式野外湿地人工降雨装置的应用方法，包括：

步骤1： 安装装置并调平：将支架与封闭水箱底部的固定螺栓螺旋连接，观察圆水准泡中的气泡是否位于圆水准泡中心位置，若不在则旋转支架调节支架的高度直至气泡位于圆水准泡中心位置；

步骤2：渗漏检测：往水桶中加水，打开磁力泵将进水阀门开至最大，水从水桶流向封闭水箱中，整个过程中检查装置各个连接部分是否存在渗漏，若有渗漏则对连接处加以防渗密封措施；

步骤3：测定雨强：确定若干个需要测定雨强的水头，往水桶中放入适量清水，打开磁力泵，将进水阀门开至最大，待水充满封闭水箱后调节进水阀门直至玻璃测压管达到对应的水头，待水头稳定后，读取光电式雨强计上的雨强数据并记录，随后再次调节进水阀门，直到玻璃测压管达到另一个待测水头，再次测量雨强，如此依次测量若干个需要测定雨强的水头并逐个记录；

步骤4：绘制关系曲线：将测定实验所获得数据录入计算机中，并拟合获得一条水头与雨强之间的对应关系曲线表；

步骤5：清洗装置：将水桶和封闭水箱中的水倒出，往水桶里面倒入浓度为10%的稀盐酸，将进水阀门开至最大，打开磁力泵往封闭水箱中注入10%的稀盐酸，清洗约10分钟后关闭磁力泵，待稀盐酸从针头流尽后再向水桶中倒入清水清洗一遍。

步骤6：拆除并收纳装置：关闭磁力及进水阀门，将装置各个部分分离，并将水分沥干，待水分沥干后将各个部分收纳好，离开实验地点。

与现有技术相比，本发明的一种便携式野外湿地人工降雨装置及其应用方法，具有以下优点：