A portable rainfall simulator for studying factors affecting runoff, infiltration and soil loss

Abstract

A new, yet simple and easy to operate rainfall simulator was developed in view of infiltration research to be done on Oxisols in the State of Paraná, Brazil. A drop-forming unit is mounted 3 m above the ground in a frame containing 4 water reservoirs which provide polyethylene tubes with water. Drop size is governed by different tube diameters (inner diameter 0,1–1 mm) and lies in the order of 2,82–3,72 mm, whereas rainfall intensity is controlled by water head in the reservoirs and reservoir height adjustment and can be adjusted to intensities between 0–185 mm/h. Rainfall produced by the simulator attains about 60–80% of the kinetic energy of natural rainfall. The diameter of the produced drops also lies in the range of naturally encountered raindrops. The infiltration rate as determined by the difference between run-off and rainfall intensity is presented for an Oxisol. Ein neuer, jedoch einfacher und genau arbeitender Regensimulator wurde in Hinblick auf im Staate Paraná, Brasilien, durchzuführende Untersuchungen über Infiltrations- und Erosionsvorgänge entwickelt. Der Teil des Gerätes, der die Tropfen bildet, ist 3 m über dem Boden in einem Rahmen eingebaut, der 4 Wasserkästen enthält, aus denen PE-Schläuche mit Wasser zur Tropfenbildung gespeist werden. Die Tropfendurchmesser werden durch den Durchmesser der Schläuche, Innendurchmesser 0,1–1 mm, bestimmt. Sie liegen zwischen 2,82 und 3,72 mm. Die Niederschlagsintensität wird über die Wasserstandshöhe in den Wasserkästen und die Kastenhöhe im Rahmen kontrolliert. Sie ist fast lückenlos zwischen 0 und 185 mm/h einstellbar. Der vom Regner simulierte Niederschlag erreicht etwa 60 bis 80% der kinetischen Energie natürlicher Niederschläge gleicher Intensität. Die vom Regner produzierten Tropfen liegen im Bereich der am häufigsten auftretenden Tropfen natürlicher Niederschläge. Am Beispiel eines Meßganges wird die Infiltrationsrate als Differenz von Niederschlagsrate und Oberflächenabflußrate für einen ackerbaulich genutzten Oxisol dargestellt.