一个协议，用于开展降雨模拟研究土壤径流

该程序的总体目标是模拟降雨，在整个目标区域具有标准的液滴大小、强度和均匀性，以研究土壤径流。这是通过首先调整降雨模拟器控件来实现的，以获得所选喷嘴的近似压力和流速。第二步是校准降雨模拟器，以实现所选喷嘴的精确流速和雨滴在目标区域的均匀分布。

接下来，将正确填充的土箱放置在调整为均匀坡度的平台上的目标区域。最后一步是进行降雨模拟并收集土壤径流进行分析。最终，降雨模拟用于研究在接近自然降雨的标准条件下，土壤特性、土壤改良剂、前因、土壤湿度、地形和降雨强度对土壤径流的影响。

该视频描述了一种降雨模拟协议，该协议已在世界各地用于持续评估土壤径流。因此，这种方法的演示很重要，因为降雨模拟器的作和校准涉及许多步骤。此外，还有许多变量会影响结果。

Peter 将演示包装土箱的程序。Peter 是马里兰大学东海岸分校的学生，过去四年他一直在我的实验室工作。通过购买相同尺寸的盒子来开始协议。

这些盒子长 100 厘米，宽 20 厘米，深 7.5 厘米，有 9 个 5 毫米的排水孔。它们还有一个 5 厘米的唇缘和一端的收集槽。对于每个盒子，在底部铺上四层粗棉布，以保持土壤并允许水流动。

衬好盒子后，称量盒子和粗棉布并记录测量值以备后用。接下来，获取准备好的土壤以填充盒子。处理第一个盒子，舀出足够的土壤以填满盒子的一半。

当抹平约 3.5 厘米时，将土壤均匀涂抹并用平砖包装。土壤不应在砖的压力下压实。接下来，再添加 2 厘米的土壤。

然后用调平仪将其调平至 5 厘米的填充深度。箱形唇的高度。称量填充后的土壤箱，以确定添加到箱子中的土壤量。

您使用相同重量的泥土来填充剩余的箱子。将每个盒子包装到 5 厘米深和均匀的密度。对排水沟进行吸尘，以清除溢出到排水沟中的任何污垢。

在包装过程中，降雨模拟器由一个框架组成，用于支撑喷嘴下的几个土箱。在模拟器的主供水加压之前，通过关闭单把手球阀开始作它。逆时针转动压力调节阀顶部的固定螺钉以降低压力。

然后打开下一个在线流量控制阀，完全返回到单杆球阀并完全打开。现在，将压力调节阀顺时针旋转至约 8 PSI，以调整压力调节阀。检查降雨模拟器顶部附近仪表处的压力。

接下来，在监测流量计和压力表的同时，部分关闭在线流量控制阀。当流量计读取此处使用的喷嘴的近似流速（每分钟 1.5 加仑）并且压力表读取喷嘴的近似 PSI 为 6 PSI 时，停止。在这种情况下，关闭单把手球阀以停止流速，而不改变流速和压力设置。

获得六个空的土盒，用于确定降雨均匀性。用胶带盖住排水孔以防止水漏出。将空盒子放在水平框架上，使它们均匀分布，并且没有空盒子位于喷嘴的正下方。

标记框的位置并始终使用相同的位置。使用 10 英尺长、直径 2 英寸的 PVC 管从喷嘴分流。管道的末端应连接一个 45 度弯头。

还要放置一个大的量筒以收集来自管道的流体。要校准喷嘴，请将管道放在喷嘴上并将其固定在那里。打开单把手球阀，将管道中的排放物收集在气缸中 10 秒钟。

完成后，将管道保持在原位并确定圆筒中的水量，该水量应与喷嘴的预期值相匹配。校准喷嘴。拆下 PVC 管，让降雨弄湿箱区域。

让水落下 10 分钟。整整 10 分钟后，通过将 10 英尺长的 PVC 管放置在喷嘴上以使水流停止降雨。然后关闭单把手球阀，测量每个箱子中收集的水量。

将其倒入量筒中。使用此数据来确定各个箱子的降雨均匀性。如果变异系数大于 0.05，则将喷嘴旋转四分之一圈，然后重复校准过程。

在将填充的土箱放入降雨模拟器中之前，准备将框架倾斜到所需的坡度。首先，将框架放置在一个高度，以便放置收集瓶，如有必要，还可以在箱槽下方放置漏斗。接下来，沿着安装在框架上的土箱的长度放置至少一米长的船上。

将木匠的水平仪放在板上以供参考。在此过程中，开始使用砖块和垫片抬高框架的背面，以达到 3% 的坡度。当盒子的前部低于水平板 3 厘米时停止。

此外，请检查框架的正面和背面是否左右水平。现在将六个装满的土箱放在倾斜框架上先前标记的位置，用于在排水口下方的模拟位置放置径流收集瓶。此外，使用回形针在排水沟上连接防护罩，以防止雨水直接进入排水沟或收集瓶。

将 10 英尺长的 PVC 管放在喷嘴上并启动水流。收集排放物 10 秒钟，然后像以前一样重新校准流速。完成后，从喷嘴上方拆下管道以开始降雨模拟。

监控每个箱子的排水口排出的水。请注意排水何时从缓慢滴落变为连续流。将此记录为径流起始时间以收集径流样本。

为每个框分配一个助手。在径流开始时，在规定的时间更换收集瓶。通过将 10 英尺长的 PVC 管放在喷嘴上并关闭球阀来终止降雨事件。

这张以升为单位的径流与土壤初始水分的图表明，较湿的土壤的储水能力较低，渗透率较低，导致径流量增加。使用手稿方案用不同的土壤水分制备土壤。这些被以每小时 3.2 厘米的强度模拟降雨 40 分钟。

在这里，纵轴上的径流开始时间与初始土壤水分呈负相关，水在润湿土壤表面并导致径流之前渗入较干燥土壤的时间更长。数据显示尿素和浓度与前先土壤水分含量呈正相关。较干燥的土壤允许尿素渗透到土壤中并远离土壤表面。

当径流确实发生时，地表可用于移动的尿素 N 较少。在决选中。此图显示了累积尿素 n 载荷与时间的函数关系。

每条曲线表示具有前行水分条件之一的土壤箱的一个副本。该图再次表明，较干燥的土壤具有更长的起裂时间和较低的累积载荷。因此，在观看此视频后，您应该对降雨模拟器的作和校准有很好的了解，并知道如何控制可能影响结果的变量，例如降雨量和水分含量。这。