[發(fā)明專利]一種大型深水庫中溫度-泥沙耦合異重流監(jiān)測裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810273397.X
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108303235B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦蕾蕾;於三大;董先勇;彭萬兵;權(quán)錄年;包波;杜澤東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團(tuán)有限公司;中國三峽建設(shè)管理有限公司;長江水利委員會水文局長江上游水文水資源勘測局
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01K13/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 李登橋

本發(fā)明涉及一種大型深水庫中溫度?泥沙耦合異重流監(jiān)測裝置和方法，它包括用于采集和監(jiān)測泥沙的定點(diǎn)泥沙監(jiān)測裝置、用于采集和監(jiān)測水溫的定點(diǎn)水溫監(jiān)測裝置和能夠進(jìn)行移動監(jiān)測的移動監(jiān)測裝置。該監(jiān)測裝置和方法用于大型深水庫異重流在運(yùn)動過程中水體溫度、含沙量沿程及垂向變化的觀測，采集水庫入出庫的含沙量和水溫?cái)?shù)據(jù)，為大型深水庫泥沙調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐和判斷依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型深水庫中溫度-泥沙耦合異重流監(jiān)測裝置及方法，該異重流監(jiān)測裝置和方法適用于大型深水庫的異重流原型監(jiān)測，屬于水利水電工程監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水庫異重流是水庫來流與庫區(qū)環(huán)境水體由于密度的差異而發(fā)生相對運(yùn)動而不發(fā)生全局性摻混的現(xiàn)象，其密度差主要由溫差、泥沙、污染物等因素引起。水庫異重流運(yùn)動規(guī)律影響庫區(qū)泥沙淤積位置、庫區(qū)淤積形態(tài)、水庫排沙比、庫區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)輸運(yùn)及庫區(qū)溫度分層結(jié)構(gòu)等重要問題。

目前，在長江上已建成三峽水利樞紐工程、溪洛渡、向家壩水電站等舉世矚目的大型水利水電工程，在這些大型深水庫中存在不同程度的溫度分層情況，水庫表底溫差形成的密度差可達(dá)1?kg/m³左右，同時(shí)白鶴灘水文站汛期月均含沙量在1kg/m³左右，2016年汛期白鶴灘水文站最大含沙量為19.9?kg/m³。溫差引起的密度差與含沙量引起的密度差接近，在流量及含沙量條件合適的情況下，汛期入庫渾水在溫度差和含沙量耦合作用下下潛形成異重流。科學(xué)合理的利用水庫異重流形成排沙通道幫助排沙，對控制水庫有效興利庫容和防洪庫容，調(diào)整泥沙淤積在梯級水庫的均衡配置至關(guān)重要。

溫差和泥沙耦合作用形成的異重流運(yùn)動規(guī)律復(fù)雜，其形成和運(yùn)動過程變化較快，目前尚無快速可靠的方式進(jìn)行大型深水庫的溫差-泥沙耦合異重流的跟蹤監(jiān)測裝置和方法。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明針對類似于溪洛渡水庫異重流低沙河流中溫差-泥沙耦合異重流的運(yùn)動特點(diǎn)，提出大型深水庫中異重流的監(jiān)測裝置及方法，實(shí)時(shí)反饋水庫異重流形成和發(fā)展過程，為大型深水庫泥沙調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐和判斷依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大型深水庫中溫差-泥沙耦合異重流形成及運(yùn)動發(fā)展過程的監(jiān)測裝置和方法，該監(jiān)測裝置和方法用于大型深水庫異重流在運(yùn)動過程中水體溫度、含沙量沿程及垂向變化的觀測，為大型深水庫泥沙調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐和判斷依據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種大型深水庫中溫度-泥沙耦合異重流監(jiān)測裝置，它包括用于采集和監(jiān)測泥沙的定點(diǎn)泥沙監(jiān)測裝置、用于采集和監(jiān)測水溫的定點(diǎn)水溫監(jiān)測裝置和能夠進(jìn)行移動監(jiān)測的移動監(jiān)測裝置。

所述定點(diǎn)泥沙監(jiān)測裝置包括主纜道和副纜道，在所述主纜道和副纜道之間懸掛有懸索，在懸索的末端安裝有鉛魚，所述鉛魚上安裝有懸移質(zhì)采樣器，所述主纜道和副纜道的兩端分別支撐安裝在對稱布置的主纜道排架和副纜道排架上，所述主纜道排架和副纜道排架固定安裝在岸邊的鉛魚臺上，所述鉛魚臺的側(cè)面設(shè)置有站房，所述懸索的頂部通過行車與主纜道和副纜道構(gòu)成滑動配合連接，并驅(qū)動其沿纜道行走。

所述定點(diǎn)水溫監(jiān)測裝置包括水位自記井，所述水位自記井內(nèi)部設(shè)置有鋼索，所述鋼索的另一端與浮在水面的漂浮球相連，所述漂浮球的底部用連接索懸掛有溫度探頭，所述溫度探頭的外部安裝有保護(hù)套，所述鋼索上滑動連接有滑動重物。

所述移動監(jiān)測裝置包括水文測船，所述水文測船的頂部側(cè)面固定安裝有懸臂架，所述懸臂架上支撐安裝有懸索，所述懸索的一端與水文鉛魚拖動機(jī)構(gòu)相連，另一端連接有水文鉛魚，所述移動監(jiān)測裝置包括采樣測量設(shè)備，所述采樣測量設(shè)備包括水溫、濁度自記設(shè)備和瞬時(shí)式橫式“1”型采樣器。

任意一項(xiàng)所述大型深水庫中溫度-泥沙耦合異重流監(jiān)測裝置進(jìn)行異重流監(jiān)測的方法，其特征在于它包括以下步驟：