Comparison of rainfall characteristics of a small portable rainfall simulator and a portable wind and rainfall simulator

Abstract

In this investigation two rainfall simulators have been compared, concerning drop size distribution, drop fall velocity, and spatial rainfall distribution. Additionally, the effect of wind onto rainfall characteristics is measured with the combined wind and rainfall simulator.The results indicate that the used nozzles in both simulators have very small water discharge fluctuations (< 2%). regarding drop size distribution a very close relation of both simulators and natural rainfall (marshall & palmer distribution) can be observed. owing to low fall heights, measured drop fall velocities are too slow ranging from 3.4 to 5 m s−1. The spatial rainfall distribution of the small rainfall simulator is very homogenous with a Chistiansen Coefficient (CU) of 91%. In contrast, the combined wind and rainfall simulator has CU values of 60%, which clearly improve with simultaneous simulation of wind (CU = 76%). The collected variables of both simulators show extremely low fluctuations throughout all tests and are therefore reproducible in field investigations at any time. In dieser Untersuchung geht es um den direkten Vergleich der Regeneigenschaften zweier Regensimulatoren, insbesondere hinsichtlich des Tropfengrosenspektrums, der Fallgeschwindigkeit und raumlichen Verteilung der Tropfen sowie der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Mit der kombinierten Wind-/Beregnungsanlage wird zudem untersucht, welchen Ein fluss der zugeschaltete Wind auf die Regeneigenschaften dieser Anlage ausubt.Die Ergebnisse der Kalibrierungen belegen, dass die eingesetzten Dusen beider Regensimulatoren eine auserst geringe Mengenabweichung pro Zeiteinheit aufweisen (< 2%). bezuglich der tropfengrosenverteilung wurde eine sehr gute Ubereinstimmung beider anlagen mit dem naturlichen niederschlagsspektrum (marshall & palmer-verteilung) festgestellt. im gegensatz dazu sind die tropfenfallgeschwindigkeiten entsprechend der geringen fallhohe zu niedrig (3.4-5 m s−1). Die raumliche Verteilung des Niederschlags der Kleinberegnungsanlage ist sehr homogen (Cu = 91%); im Gegensatz dazu weist die Wind-/Beregnungsanlage in Simulationen ohne Wind Inhomogenitaten (Cu = 60%) auf, wahrend mit Wind diese deutlich ausgeglichen werden (Cu = 76%). Alle genannten Messgrosen weisen uber alle Versuche beider Anlagen auserst geringe Schwankungen auf und sind damit im Gelande jederzeit sicher reproduzierbar.