[實用新型]溫差倒灌異重流發生及運動規律試驗裝置

有效

• 申請號: 201220440352.5
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN202836918U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉德富;紀道斌;曹巧麗;楊正健;黃鈺鈴;馬駿;胡念三
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;E02B1/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本實用新型涉及一種溫差倒灌異重流發生及運動規律的試驗裝置?

背景技術

異重流的發現和研究由來己久，按照其底坡相對于異重流運動方向的不同，可分為順坡異重流和反坡異重流。迄今為止，從理論分析、模型試驗到數值模擬等方面，國內外學者對順坡異重流開展了大量研究，成果也在工程實踐中得到了廣泛應用，取得了顯著效益。由于反坡異重流的普遍性和規模本身沒有順坡異重流廣泛，因而目前對反坡異重流的研究尚不多見。在對三峽水庫及典型支流庫灣長期研究中發現，由于三峽水庫蓄水后，支流回水區表底溫差顯著，干支流存在水溫差及泥沙濃度差，因此干流水體以倒灌異重流形式進入庫灣，使得大部分支流庫灣存在明顯的反坡倒灌異重流。倒灌異重流的存在使干、支流間水體交換量及影響范圍增大，水體的交換可改變支流水流特性、營養鹽濃度及分布、光學特性、水溫分層等，從而改變支流庫灣水體富營養化和水華情勢。目前對普遍存在支流庫灣中的倒灌溫差異重流除了現場監測及數值模擬等初步分析之外，有必要在室內重現倒灌異重流現象，進一步認識和研究倒灌異重流的產生條件和運動規律。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種溫差倒灌異重流發生及運動規律的試驗裝置，既能重現野外監測到的溫差倒灌異重流現象，也能彌補野外監測時效性和同步性的不足以及監測能力的限制，精細分析倒灌異重流的產生條件和運動規律。?

本實用新型的目的是這樣實現的：?一種溫差倒灌異重流發生及運動規律試驗裝置，包括供水裝置和試驗水槽，試驗水槽由進水段、觀測段和尾水段構成，試驗水槽的槽底為坡狀，在進水段與觀測段之間設置有隔板，在進水段與供水裝置連接處的進水口設置有消能柵，在尾水段設有排水管，在觀測段段面上設有流速儀和溫度記錄監控器，在試驗水槽一側設置有攝像機滑道，在試驗水槽另一側設有多個監控相機。?

隔板采用有機玻璃制成，在其兩側設有密封條，隔板可在試驗水槽內上下滑動。?

供水裝置由一個配水塔和配水箱構成，在配水塔內裝有加熱裝置，用來加熱試驗用水。?

槽底是一沿水流方向逆向且坡度可變的底坡，槽底由有機玻璃蓋板和砂質底坡構成。?

本實用新型通過室內模擬即可較好的重現野外監測到的不同形態的溫差倒灌異重流現象，精細分析倒灌異重流的產生條件和運動規律，彌補野外監測時效性和同步性的不足以及監測能力的限制，同時克服數值模擬自身的不確定性和復雜性，并為進一步數值模擬提供更清楚的動力學背景認識及充分的率定資料。?

本實用新型所提供的方法簡單，裝置花費較少，且可填補目前超大型水庫支流庫灣倒灌異重流試驗研究中的空白。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。?

圖1是本實用新型的結構示意圖。?

圖2?是圖1的A-A剖面圖。?

圖3?是圖1的B-B剖面圖。?

圖4?是圖1的隔板結構示意圖。?

具體實施方式

本實用新型的原理是構建全透明玻璃直道矩形斷面逆坡明渠水槽，配有相應的冷、熱水配制系統及進水動力裝置。試驗水槽由進水段（模擬長江干流）、觀測段（模擬典型支流庫灣）與尾水段三部分組成，底坡可實現坡度升降變化；在進水段與觀測段之間設置有機玻璃隔板（模擬典型支流庫灣與長江干流的交匯口）；另外，在進水段與水箱或水塔連接處的進水口設置有適當的消能設施，以便入流平穩。試驗時，配水箱入侵水體利用外源動力裝置抽入水槽的進水段補給倒灌異重流的入侵水體，在試驗水槽觀測段架設多普勒三維點式流速儀和多通道溫度記錄監控器，借助DV攝像機移動跟蹤拍攝結合固定位置的照相機一起形成觀測段觀測系統。?

以初始水位、入流量、溫度差這三個主導因子為基本變量，設計一系列典型工況，總體分四步即入侵水體配制、水槽環境水體準備、觀測儀器設備調試、進行試驗并觀測，便可在試驗水槽中重現底部、中層和表層溫差倒灌異重流現象，并研究倒灌異重流的產生及運動規律。?

本實用新型的結構如圖1－4所示，?一種溫差倒灌異重流發生及運動規律試驗裝置，包括供水裝置和試驗水槽1，試驗水槽1由進水段、觀測段和尾水段構成，試驗水槽的槽底2為坡狀，在進水段與觀測段之間設置有隔板3，在進水段與供水裝置連接處的進水口設置有消能柵4，在尾水段設有排水管5，在觀測段不同的段面對應位置上設置流速儀6和溫度記錄監控器7，在試驗水槽1一側設置有攝像機滑道8，在試驗水槽1另一側設有多個監控相機9。?

隔板3采用有機玻璃制成，在其兩側設有密封條10，隔板3可在試驗水槽內上下滑動。?