人工模拟降雨装置及其功能应用综述

doi:10.16843/j.sswc.2023079

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摘要人工模拟降雨能够消除无关因素的干扰，缩短试验周期、克服试验场地限制并加速雨水入渗过程，有利于根据研究需要模拟雨强、坡度等试验条件，同时节省时间和精力。人工模拟降雨装置因其便捷简单的特性被广泛应用于各种领域的试验研究中，早在上世纪60年代，就已经开始被各国采用。根据不同试验的需求，可以通过设计和改造模拟降雨装置，有效地控制降雨，从而使相关试验顺利进行。笔者根据目前降雨装置的发展状况，整理国内外不同类型的人工模拟降雨装置，根据室内和室外人工降雨2个角度对降雨装置进行分类与归纳，提出降雨装置的评价标准，并对其功能和应用进行详细的比较与分析，根据存在的缺点和不足为其未来发展提出建议。

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	张天雪
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关键词 ：降雨, 人工模拟装置, 模拟试验, 功能应用

Abstract：Background Artificial rainfall simulation offers the advantages of eliminating extraneous factors, reducing test durations, overcoming site limitations, expediting rainwater infiltration, and facilitating customization of rain intensity and slope for experimental conditions. This method saves time and effort by meeting specific research needs efficiently. Through designing modifications of rainfall simulation devices, various types of rainfall can be effectively controlled to streamline experiments as per specific requirements. Methods Reviewing existing literatures on artificial rainfall simulation devices, this study categorized domestic and international devices into indoor and outdoor types. Outdoor simulators were further classified into fixed and portable variants, based on mobility, including derrick and ceiling simulators. Indoor simulators were categorized by nozzle types, necessity of rainfall halls, and control methods. Evaluation criteria such as rainfall intensity and uniformity were proposed to gauge device accuracy. Results Outdoor simulators were categorized as fixed or portable, including derrick and ceiling models, while indoor simulators were classified based on nozzle types, need for rainfall halls and control methods. Proposed evaluation criteria aid in assessing device accuracy. Detailed comparison and analysis identified existing functions and applications, proposing solutions to address shortcomings. Suggestions for future development aimed to expand device functionalities and applications, broadening their utility across various research fields. Statistical analysis revealed artificial rainfall experiments in China were primarily conducted in universities, research institutes, experimental stations, and administrative units. Conclusions Summarizing domestic and international artificial rainfall simulation device literature, this study proposed evaluation criteria and provided thorough analysis of functions and applications. Suggestions for future development aimed to address existing deficiencies, facilitating device improvement and wider adoption across research domains.

Key words： rainfall artificial simulation device simulation experiment functional applications

收稿日期: 2023-04-18

PACS:

S157

基金资助:国家自然科学基金“黄土区土壤-地表-地下水文多维耦合过程及植被调控机制”（U2243202）；国家重点研发计划重点专项“黄河中游多沙粗沙区风水复合侵蚀治理措施精准配置”（2022YFF130080405）

通讯作者: 杨东烨（1998—），女，硕士研究生。主要研究方向：水土保持和生态水文。E-mail：2363383030@qq.com E-mail: 2363383030@qq.com

作者简介: 张天雪（1982—），女，讲师。主要研究方向：水土保持和生态水文。E-mail：zhang_tianxue@126.com

引用本文:

张天雪, 杨东烨, 蒋涛, 余新晓. 人工模拟降雨装置及其功能应用综述[J]. 中国水土保持科学, 2025, 23(1): 1-9.
ZHANG Tianxue, YANG Dongye, JIANG Tao, YU Xinxiao. A review of research on artificial rainfall simulation devices. SSWC, 2025, 23(1): 1-9.

链接本文:

http://journal12.magtechjournal.com/Jweb_stbc/CN/10.16843/j.sswc.2023079 或 http://journal12.magtechjournal.com/Jweb_stbc/CN/Y2025/V23/I1/1

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