声波增雨非常规水资源利用技术

技术简介

该技术中的声波增雨是一种利用空中水资源的技术手段，可以结合水利工程实现空中、地表、地下耦合的水资源保护与利用，缓解局部水资源不足的困境。与传统人工增雨作业方式相比，声波增雨不需要撒播催化物质，具有低门槛、低成本、无污染、无空域限制、及时性强和影响区明确等优势，有利于大规模推广，可促进人工增雨作业的民用化，形成一种可日常使用的非常规水资源利用技术。声波是大气中的机械波，声波增雨的主要机制是声波对云滴的动力学和热力学作用，并以动力学作用为主。低频高强声波驱动云滴窄幅振荡，不同粒径同向团聚效应和声波尾流效应是产生声波同向团聚的主要原理，使云滴间相对运动加剧、碰并效率提高，加快粒径增长和雨滴形成，从而促发或增强降雨。该技术的主要装备是地基声波发生系统，由综合控制系统、旋笛发声器、谐振喇叭、空气压缩机等部分组成。该系统的核心是旋笛发声器和谐振喇叭，其优势是可以将射流激波转化为谐振频率下的单频强声波，使声波的能量更为集中，有利于声波的远距离传播从而保证增雨效果。 该技术适用于改善地方水资源供应、加强水资源和生态保护、促进沙戈荒治理等领域。

主要性能指标

1.声波发生系统：使用压缩空气作为动力来源，要求空气压缩机的排气量≥30立方米每分钟（标压值），额定气压≥0.6兆帕；综合控制系统可在40赫兹～200赫兹范围内调节最优工作频率，使喇叭出口声强≥140分贝；设备可连续工作时间≥6小时； 2.声波增雨效果：已开展的野外对比试验表明，单套声波发生系统的有效增雨面积在100平方公里左右，增雨比例在15%～30%范围内，不同气候区的年增雨潜力在数百至千立方米降雨量级别。

推广情况

该技术和相关装备已在青海、西藏、新疆、河南、广东、陕西等地开展了科学试验和验证性应用，对比试验和统计检验证明了声波增雨的有效性、量化了声波增雨效果，为开展空中、地表、地下耦合的水资源保护与利用提供了一种切实可行的手段。该技术和装备的成熟度已符合工程化应用的要求。

持有单位：清华大学

通讯地址：北京市海淀区清华大学水利系

联系人：李铁键

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