美麗的杭州,素來以美麗的風景著稱,而現(xiàn)在,它有了新的稱號“火爐”。由于副高的影響,杭城的氣溫一直居高不下,并且突破了40度大關,預計未來氣溫會更高。7月30號下午,郊區(qū)余杭實施了人工降雨,而杭州主城區(qū)也在傍晚來了天然降雨,給久居高溫的杭州人民帶來了清涼…那么,這個人工降雨的設備又是怎樣的呢?
當前在試驗中應用的人工降雨裝置有側(cè)噴式、下噴式、擺動式等。這些裝置一般只有100m2左右的降雨面積。實體模型的水平面積將在10000m2以上。對于在大范圍進行人工降雨試驗應當選用何種降雨裝置,也是一個關鍵問題,它涉及未來試驗研究的開展。
根據(jù)實體模型建設和試驗研究的需要,人工降雨裝置必須符合以下要求:
1、裝置的降雨均勻性好,能夠滿足試驗;
2、裝置可以模擬降雨強度的空間和時間變化,并可模擬黃土高原的高強度降雨過程;
3、裝置的可擴展性好(易組合,易移動);
4、裝置便于自動化控制;
5、裝置的可靠性高,便于維護;
6、造價較低;
7、便于與正在建設的比尺模型降雨裝置協(xié)調(diào)和協(xié)同試驗,使試驗數(shù)據(jù)有可比性。
通過分析比較,本項目目前選擇下噴式人工降雨裝置,該裝置可以同時滿足以上7項要求。
1、該裝置的降雨均勻性系數(shù)大于85%,具有較高的降雨穩(wěn)定性,可重復性好。生成的雨滴特性與天然降雨雨滴特性具有較高的相似性。
2、可生成的降雨強度范圍為30mm-240mm/h??梢阅M實現(xiàn)天然降雨條件下的連續(xù)變雨強降雨過程。試驗開始時刻,裝置的雨滴生成速度快,試驗結(jié)束時刻,噴頭噴水迅速停止,基本不存在噴頭滴水現(xiàn)象;雨強轉(zhuǎn)換速度快。
3、該裝置由孔徑大小不同的,獨立的噴頭組成,每個模擬降雨單元裝置由16個噴頭組成,可以根據(jù)需要任意擴展。經(jīng)過裝置的輕量化改進后,可以從一個地點移動到另一個地點。
4、該裝置的噴頭采用電磁閥,可以實現(xiàn)計算機遠程自動控制,操作系統(tǒng)采用WINDOWS2000。
5、該裝置在運行過程中,只要供電正常,水質(zhì)清潔,可以保證試驗研究的持續(xù)進行,具有較高的可靠性。日常維護主要是清潔水池、防止噴頭堵塞。
6、該裝置造價較低,目前安裝的裝置(含自動控制系統(tǒng)),平均每m2降雨面積造價3300元,隨著降雨面積(規(guī)模)的擴大,單位降雨面積造價將大幅度降低。考察擺動式降雨裝置,每m2降雨面積造價高達7000多元。
7、模型黃土高原比尺模型建設的降雨裝置也采用該類型裝置,系統(tǒng)相同,可以在今后的試驗研究中實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同試驗。
在未來的小流域?qū)嵤┤斯そ涤辏枰M一步對降雨裝置進行深化研制。初步考慮有三種備選方案:一是地面鋪設式。即將目前采用的下噴式人工降雨裝置在距離地面10m的高度內(nèi)鋪設。相當于現(xiàn)有裝置的機械擴展。該方案優(yōu)點是裝置在技術上較成熟,不需要再進行率定;缺點是小流域地面高低不平,架設存在一定難度,同時裝置對地面干擾較大,影響試驗觀測。二是高空懸掛式。在小流域兩側(cè)的山梁上架設鋼索,將降雨噴頭懸掛其上。該裝置的最小高度要滿足兩側(cè)山梁頂部的降雨要求。該方案的優(yōu)點是將現(xiàn)有裝置機械高移,可以直接建設,裝置對地面沒有干擾,缺點是架設難度較大,且高空水分蒸發(fā)損失較大,需要重新率定。三是高空噴射式。在兩側(cè)山梁上架設不同口徑、不同壓力的高壓噴頭,相對均勻噴灑,實現(xiàn)降雨要求。該方案的優(yōu)點是架設相對簡單,但裝置沒有先例,需要從頭研制,且高空噴灑水分蒸發(fā)量大。