[发明专利]泥石流启动试验人工降雨模拟方法

摘要

本发明公开了一种泥石流启动试验人工降雨模拟方法，所采用的泥石流启动试验人工降雨模拟系统包括人工降雨装置、降雨监测装置及控制装置，人工降雨装置包括水箱、水泵、降雨支架及降雨喷头，降雨喷头设置于降雨支架上，降雨喷头经输水管道连接水箱，水箱与水泵相连，降雨监测装置记录实际降雨量、土壤含水率、土壤的位移量及拉伸传感器的拉伸量，并将检测到的数据发送至控制装置，控制装置根据采集到的数据，判断是否发生泥石流，并记录泥石流发生过程中的坡面径流、坡体内部径流、土体蠕滑变形情况及形成泥石流的时间。本发明结构简单，操作方便，能够模拟不同的降雨类型下检测泥石流发生过程，检测结果快速准确，为泥石流预测预报提供依据。

主权项

一种泥石流启动试验人工降雨模拟方法，其特征在于，采用泥石流启动试验人工降雨模拟系统进行模拟，泥石流启动试验人工降雨模拟系统包括人工降雨装置、降雨监测装置及控制装置，所述人工降雨装置包括水箱、水泵、降雨支架及降雨喷头，降雨喷头设置于降雨支架上，降雨喷头经输水管道连接水箱，水箱与水泵相连；所述降雨监测装置采用雨量计，雨量计设置于降雨喷头下方，雨量计与控制装置相连；所述降雨监测装置还包括定杆、测量杆、含水率传感器及位移传感器，所述定杆插入降雨区域外的土层中，定杆上部设置有拉伸传感器，测量杆插入降雨区域内的土层中，测量杆的顶部经钢丝连接拉伸传感器，所述含水率传感器及位移传感器均埋设于降雨范围内的土层中，拉伸传感器、含水率传感器及位移传感器的输出端均与控制装置相连；所述降雨监测装置还包括摄像机，摄像机经降雨支架设置于降雨范围外，摄像机与控制装置相连；所述降雨支架包括底座、升降油缸、支板、第一调节油缸及第二调节油缸，所述支板经升降油缸与底座相连，由升降油缸的伸缩带动支板升降，所述第一调节油缸的下端与支板铰接，另一端连接降雨喷头，第一调节油缸的中部与第二调节油缸的一端铰接，第二调节油缸的另一端与支板铰接，通过第一调节油缸和升降油缸的伸缩能够改变降雨喷头的高度，通过第二调节油缸的伸缩能够改变降雨喷头与水平面之间的倾斜角度；所述水箱包括总水箱和若干个分水箱，总水箱经输水管道分别与各个分水箱相连，所述降雨支架和降雨喷头也有多个，各个降雨喷头分别设置于降雨支架上，各个分水箱分别经输水管道与降雨喷头相连；所述总水箱及各个分水箱的出水口处均设置有压力调节阀，所述总水箱和分水箱上均设置有压力表和排气阀；所述控制装置包括信号处理单元及单片机，信号处理单元的输入端分别与雨量计、摄像机、拉伸传感器、含水率传感器、位移传感器及压力表的输出端相连，信号处理单元的输出端与单片机相连，单片机的输出端分别与压力调节阀、排气阀、升降油缸、第一调节油缸及第二调节油缸相连；所述模拟方法依次包括以下步骤：（1）在野外选择合适坡面作为试验地点，利用罗盘测量坡面的坡度，并测定坡面土体的土体的密度、前期含水量及颗粒组成特征；（2）划定试验区域，布置降雨支架，并调整降雨喷头方向，保证降雨均匀；（3）在降雨区域内布置雨量计、测量杆、含水率传感器及位移传感器，在降雨区域外布置定杆、拉伸传感器及摄像机；（4）打开人工降雨装置、降雨监测装置及控制装置，开始试验；（5）分别记录实际降雨量、土壤含水率、土壤的位移量及拉伸传感器的拉伸量，并将检测到的数据发送至控制装置，控制装置根据采集到的数据，结合摄像机14拍摄的画面，判断是否发生泥石流，由单片机记录泥石流发生过程中的坡面径流、坡体内部径流、土体蠕滑变形情况及形成泥石流的时间；（6）调节压力调节阀的开度，从而调节降雨喷头的喷雨量，模拟不同的降雨情况；（7）重复步骤（5）及步骤（6），记录在不同降雨情况下泥石流的发生过程，并建立不同降雨情况下泥石流发生过程中的坡面径流、坡体内部径流、土体蠕滑变形情况及形成泥石流的时间。