基于雨滴谱的人工降雨系统效能评估

采用德国HSO-OTT Persive132激光雨滴谱探测仪，结合中国科学院水循环与陆表过程重点实验室的人工降雨系统，从均匀性、雨强、雨滴谱、雨滴终点速度和动能5方面评估人工降雨系统模拟降雨的特征及其与自然降雨的相似性。结果表明：（1）该降雨系统模拟降雨均匀系数为0．83，降雨均匀性较好；当模拟雨强I≤1．0mm／min时降雨可靠性较高，模拟雨强I〉1．0mm／min时，受降雨系统喷头孔径等因素影响，实际雨强小于设计值，可靠性较低；短历时模拟降雨开始的第1min和结束的最后1min实际雨强远小于设计雨强，数据不可靠；建议开展短历时模拟降雨试验时恰当延长降雨时间，选取其中较可靠的数据以减少试验结果误差。（2）该模拟降雨雨滴直径在0．1～1.9mm之间，平均直径0．9mm，比自然降雨的雨滴直径0．1～6．5mm要小；该模拟降雨的雨谱分布符合自然降雨Best函数分布。（3）直径在0．3～0．7mm范围内的雨滴其终点速度与自然降雨拟合较好，当雨滴直径〈0．3mm和〉0．7mm时，雨滴终点速度可靠性较低。（4）该系统模拟降雨的雨滴动能可靠性不高，当雨滴直径≥0．6mm时，该雨滴动能小于自然降雨；当雨滴速度〉2．0m／s时雨滴动能大于自然降雨。建议通过选择合适的喷嘴内径尺寸和数量组合提高雨滴直径可靠性，从而实现雨强和降雨动能与自然降雨的一致。

泾河南小河沟流域自然降雨特性

采用德国HSC-OTT Persivel32激光雨滴谱探测仪监测南小河沟流域自然降雨的雨滴谱,分析不同雨型自然降雨雨滴特征及其分布规律,并分析了降雨特性各要素间的相互关系。结果表明:(1)该区自然降雨雨滴直径集中在0.3~1.5mm,与黄土高原利用传统的滤纸色斑法测定结果基本一致,但略小于东北和闽南地区。当雨强I<10mm/h时,雨滴中数直径随雨强的增大而增大;当I≥10mm/h时,雨滴中数直径骤然下降,这在一定程度上和雨强增大后大雨滴破裂有关。该地区雨谱随雨强的变化可用Best分布拟合。(2)普通型降雨雨滴数量随直径的分布曲线较平缓,其动能与雨强呈线性相关;而短阵型降雨的雨滴数量随直径的分布曲线较陡峭,其动能与雨强呈幂函数关系。两种雨型的降雨动能均随雨强的增大而增大,但短阵型降雨动能增大的更快,因此短阵型降雨的侵蚀力更大。