專利名稱：溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律的試驗裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫差倒灌異重流發(fā)生及 運動規(guī)律的試驗裝置及方法。
背景技術：
異重流的發(fā)現(xiàn)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(shù)值模擬等方面，國內(nèi)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(guī)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(fā)現(xiàn)，由于三峽水庫蓄水后，支流回水區(qū)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増大，水體的交換可改變支流水流特性、營養(yǎng)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(yǎng)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(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)值模擬等初歩分析之外，有必要在室內(nèi)重現(xiàn)倒灌異重流現(xiàn)象，進ー步認識和研究倒灌異重流的產(chǎn)生條件和運動規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律的試驗裝置及方法，既能重現(xiàn)野外監(jiān)測到的溫差倒灌異重流現(xiàn)象，也能彌補野外監(jiān)測時效性和同步性的不足以及監(jiān)測能力的限制，精細分析倒灌異重流的產(chǎn)生條件和運動規(guī)律。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)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(jiān)控器，在試驗水槽ー側設置有攝像機滑道，在試驗水槽另ー側設有多個監(jiān)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(nèi)上下滑動。供水裝置由ー個配水塔和配水箱構成，在配水塔內(nèi)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(zhì)底坡構成。一種進行底部倒灌異重流試驗的方法，包括以下步驟
(O入侵水體配制將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需溫度，再加入高錳酸鉀染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。一種進行表層倒灌異重流試驗，包括以下步驟
Cl)入侵水體配制將熱水與常溫水混合，得到水溫高于常溫水的混合水體，再加入高錳酸鉀染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入 冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。ー種進行中層倒灌異重流試驗，包括以下步驟
(1)入侵水體配制需配制兩種入侵水體，入侵水體A和入侵水體B，先將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需低于常溫的較低溫度，不加高錳酸鉀，得到入侵水體A ;入侵水體B的配制是在完成入侵水體A的底部倒灌后再配制，其溫度與進水段溫度一致，溫度介于水槽環(huán)境水體與表底水溫之間，并加入設計用量的高錳酸鉀對其染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上隔板，向進水段水體中加入適量冰塊，調(diào)節(jié)其溫度與水箱中入侵水體A—致，隨即進行一次底部倒灌異重流；待水槽沿程及沿深度形成穩(wěn)定的水溫分層時，再插上有機玻璃擋板，攪勻進水段中的水體，待溫度穩(wěn)定后加入適量高錳酸鉀，此時進水段水體的溫度及高錳酸鉀濃度與入侵水體B相同；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。本發(fā)明提供的溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置及試驗方法，既能重現(xiàn)野外監(jiān)測到的溫差倒灌異重流現(xiàn)象，也能彌補野外監(jiān)測時效性和同步性的不足以及監(jiān)測能力的限制，精細分析倒灌異重流的產(chǎn)生條件和運動規(guī)律。為深化認識如三峽水庫支流庫等水域的灣倒灌異重流以及基于該水動カ特性的水華暴發(fā)機理提供水力學基礎，為探索通過水庫生態(tài)調(diào)度來改變支流的水動カ條件以達到改善庫灣水質(zhì)及抑制水華發(fā)生提供支撐。本發(fā)明通過室內(nèi)模擬即可較好的重現(xiàn)野外監(jiān)測到的不同形態(tài)的溫差倒灌異重流現(xiàn)象，精細分析倒灌異重流的產(chǎn)生條件和運動規(guī)律，彌補野外監(jiān)測時效性和同步性的不足以及監(jiān)測能力的限制，同時克服數(shù)值模擬自身的不確定性和復雜性，并為進一歩數(shù)值模擬提供更清楚的動力學背景認識及充分的率定資料。本發(fā)明所提供的方法簡單，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。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步說明。圖I是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是圖I的A-A剖面圖。圖3是圖2的B-B剖面圖。圖4是圖I的隔板結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明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(tǒng)及進水動カ裝置。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(xiàn)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ロ)；另外，在進水段與水箱或水塔連接處的進水口設置有適當?shù)南茉O施，以便入流平穩(wěn)。試驗時，配水箱入侵水體利用外源動カ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(jiān)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(tǒng)。以初始水位、入流量、溫度差這三個主導因子為基本變量，設計一系列典型エ況，總體分四步即入侵水體配制、水槽環(huán)境水體準備、觀測儀器設備調(diào)試、進行試驗并觀測，便可在試驗水槽中重現(xiàn)底部、中層和表層溫差倒灌異重流現(xiàn)象，并研究倒灌異重流的產(chǎn)生及運動規(guī)律。本發(fā)明的結構如圖I 一 4所示，一種溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置，包括供水裝置和試驗水槽I，試驗水槽I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(jiān)控器7，在試驗水槽I 一側設置有攝像機滑道8，在試驗水槽I另ー側設有多個監(jiān)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(nèi)上下滑 動。供水裝置由ー個配水塔11和配水箱12構成，在配水塔11內(nèi)裝有加熱裝置13，用來加熱試驗用水。加熱裝置13采用加熱棒。槽底2是ー沿水流方向逆向且坡度可變的底坡，槽底2由有機玻璃蓋板14和砂質(zhì)底坡構成。以下為本發(fā)明的ー個結構實例
在圖I中，試驗水槽I長1000 Cm，寬30 cm。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。其中，進水段長150 cm，在進水段與觀測段之間設置有機玻璃隔板3(模擬典型支流庫灣與長江干流的交匯ロ)，有機玻璃隔板3可上下平穩(wěn)抽動；另外，在進水段與水箱或水塔連接處的進水口設置有消能柵，以便入流平穩(wěn)。觀測段總長421 cm，共分a, b，c, d, e, f, g，h八個觀測斷面，分別布設在距隔板71、121、171、221、271、321、371和421 cm處。水槽其余部分為尾水段，末端安裝溢水管來控制水槽水位。在第I觀測斷面架設挪威產(chǎn)聲學多普勒三維點式流速儀以監(jiān)測進水段水體潛入觀測段時潛入段附近流速大??；在第5觀測斷面附近架設32通道溫度記錄監(jiān)控器，用以分層監(jiān)測各個斷面 不同深度水溫變化；在水槽一側設置攝像機專用滑道，用DV攝像機對異重流頭部進行移動跟蹤拍攝，以記錄異重流頭部到達各監(jiān)測斷面的所用時間；在水槽另ー側布置三個相機，每隔10 s左右同步記錄一次各監(jiān)測斷面倒灌異重流厚度。外置配水系統(tǒng)包括ー個配水塔和水箱。水塔長250 cm，斷面尺寸為250X50 cm,用于提供試驗常溫水，并在水塔內(nèi)裝配4根大功率電熱棒，用來加熱試驗用水，主要用于表層倒灌異重流試驗。配水箱尺寸為75X50X75 cm，塑料材質(zhì)，用來配置底部及中層倒灌異重流的入侵冷水及表層倒灌異重流的入侵熱水。在圖2中，可見試驗水槽玻璃邊壁，底部沿水流方向逆向且可變的底坡，底坡上覆蓋有機玻璃蓋板。有機玻璃擋板將水槽進水段與觀測段隔開，進水段放置消能柵；觀測斷面沿深度方向布設水溫監(jiān)控探頭。將流速儀架在異重流潛入點附近，流速儀高度可升降，用于監(jiān)測倒灌異重流潛入點流速變化。水塔總高250 cm，其中底座100 cm，以便水塔中水體能自流進水槽及配水箱，同時水塔中布設加熱棒。在圖3中，可見水槽砂質(zhì)可變底坡及其上覆蓋的有機玻璃蓋板，蓋板防止倒灌異重流沖刷砂質(zhì)底坡，影響底坡型態(tài)和坡比。配水箱高75 cm，在配水箱中放置潛水泵，將試驗有顏色冷水或熱水通過進水管泵入水槽進水段，水泵出水管內(nèi)徑均為2 cm,水管出口向下，放置在水槽內(nèi)消能柵左側，補給倒灌異重流入侵水體，模擬三峽水庫蓄水過程(即水位上升過程)。圖4詳圖可見有機玻璃擋板100X30X6 mm，將水槽進水段與觀測段隔開，模擬典型支流庫灣與長江干流的交匯ロ，有機玻璃隔板可上下平穩(wěn)抽動，實現(xiàn)進水段水體的入侵過程。同時有機玻璃擋板卡槽中有密封橡膠，可防止擋板抽掉前進水段水體進入觀測段，影響試驗效果。利用本發(fā)明提供的裝置進行底部倒灌異重流試驗的方法，包括以下步驟
(O入侵水體配制將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需溫度，再加入高錳酸鉀染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。利用本發(fā)明提供的裝置進行表層倒灌異重流試驗，包括以下步驟
Cl)入侵水體配制將熱水與常溫水混合，得到水溫高于常溫水的混合水體，再加入高錳酸鉀染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持 續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。利用本發(fā)明提供的裝置進行中層倒灌異重流試驗，包括以下步驟
(1)入侵水體配制需配制兩種入侵水體，入侵水體A和入侵水體B，先將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需低于常溫的較低溫度，不加高錳酸鉀，得到入侵水體A ;入侵水體B的配制是在完成入侵水體A的底部倒灌后再配制，其溫度與進水段溫度一致，溫度介于水槽環(huán)境水體與表底水溫之間，并加入設計用量的高錳酸鉀對其染色；
(2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上隔板，向進水段水體中加入適量冰塊，調(diào)節(jié)其溫度與水箱中入侵水體A—致，隨即進行一次底部倒灌異重流；待水槽沿程及沿深度形成穩(wěn)定的水溫分層時，再插上有機玻璃擋板，攪勻進水段中的水體，待溫度穩(wěn)定后加入適量高錳酸鉀，此時進水段水體的溫度及高錳酸鉀濃度與入侵水體B相同；
(3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位進行拍攝；攝像機放入專用支架；
(4)進行試驗并觀測擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。上述試驗中所用的高錳酸鉀濃度為O. 01 g/L，經(jīng)驗算，該濃度對兩種水體密度差的影響可忽略不計。
權利要求
1.一種溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置，包括供水裝置和試驗水槽(I)，其特征在于試驗水槽(I)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)，在觀測段段面對應位置上設有流速儀(6)和溫度記錄監(jiān)控器(7 )，在試驗水槽(I) 一側設置有安裝攝像機的攝像機滑道(8 )，在試驗水槽(I)另ー側設有多個監(jiān)控相機(9)。
2.根據(jù)權利要求I所述的溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置，其特征在于隔板(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(nèi)上下滑動。
3.根據(jù)權利要求I所述的溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置，其特征在于供水裝置由ー個配水塔(11)和配水箱(12 )構成，在配水塔(11)內(nèi)裝有加熱裝置(13 )，用來加熱試驗用水。
4.根據(jù)權利要求I所述的溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律試驗裝置，其特征在于槽底(2)是ー沿水流方向逆向且坡度可變的底坡，槽底(2)由有機玻璃蓋板(14)和砂質(zhì)底坡構成。
5.利用權利要求I所述的裝置進行底部倒灌異重流試驗的方法，其特征在于包括以下步驟 (O入侵水體配制將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需溫度，再加入高錳酸鉀染色； (2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致； (3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架； (4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。
6.利用權利要求I所述的裝置進行表層倒灌異重流試驗，其特征在于包括以下步驟 Cl)入侵水體配制將熱水與常溫水混合，得到水溫高于常溫水的混合水體，再加入高錳酸鉀染色； (2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上有機玻璃擋板，向進水段水體中加入冰塊和高錳酸鉀，使其溫度及水體濃度均與配水箱中水體一致； (3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位，并由專人進行拍攝；攝像機放入專用支架； (4)進行試驗并觀測選擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。
7.利用權利要求I所述的裝置進行中層倒灌異重流試驗，其特征在干包括以下步驟 (1)入侵水體配制需配制兩種入侵水體，入侵水體A和入侵水體B，先將冰塊溶解在配水箱的清水中，調(diào)至試驗所需低于常溫的較低溫度，不加高錳酸鉀，得到入侵水體A ;入侵水體B的配制是在完成入侵水體A的底部倒灌后再配制，其溫度與進水段溫度一致，溫度介于水槽環(huán)境水體與表底水溫之間，并加入設計用量的高錳酸鉀對其染色； (2)水槽環(huán)境水體準備待水槽中清水靜置后插上隔板，向進水段水體中加入適量冰塊，調(diào)節(jié)其溫度與水箱中入侵水體A —致，隨即進行一次底部倒灌異重流；待水槽沿程及沿深度形成穩(wěn)定的水溫分層時，再插上有機玻璃擋板，攪勻進水段中的水體，待溫度穩(wěn)定后加入適量高錳酸鉀，此時進水段水體的溫度及高錳酸鉀濃度與入侵水體B相同； (3)觀測儀器設備調(diào)試將流速儀架在異重流潛入點附近，設置好參數(shù)；同吋，檢查每個斷面處的溫度計探頭放入深度是否合理，并校正溫度監(jiān)控器讀數(shù)；將照相機放在固定的機位進行拍攝；攝像機放入專用支架； (4)進行試驗并觀測擇試驗所需功率潛水泵，放入配水箱，然后抽去隔板并啟動潛水泵，用攝像機沿滑道移動跟蹤拍攝異重流頭部，以記錄異重流到達各斷面的所用時間，每隔一定時間同步記錄一次各斷面倒灌異重流厚度，試驗后應用圖像識別技術讀取倒灌異重流潛入過程中頭部到達各觀測斷面時間及沿程厚度等資料，流速儀及溫度監(jiān)控器則分別持續(xù)記錄潛入點附近異重流流速及各斷面分層溫度。
全文摘要
一種溫差倒灌異重流發(fā)生及運動規(guī)律的試驗裝置及方法。主要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(tǒng)及進水動力裝置。在試驗水槽觀測段架設流速儀和溫度記錄器，借助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(tǒng)監(jiān)測倒灌異重流潛入點、頭部、運動過程的水力學及溫度參數(shù)。該裝置和方法可彌補野外監(jiān)測時效性和同步性的不足，為進一步數(shù)值模擬分析提供背景認識及數(shù)據(jù)支撐。為深化認識水庫支流庫灣倒灌異重流以及基于該水動力特性的水華暴發(fā)機理，探索通過水庫生態(tài)調(diào)度來改變支流的水動力條件以達到改善庫灣水質(zhì)及抑制水華發(fā)生提供支撐。
文檔編號E02B1/02GK102865994SQ20121031742
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日2012年8月31日
發(fā)明者劉德富, 紀道斌, 曹巧麗, 楊正健, 黃鈺鈴, 馬駿, 胡念三 申請人:三峽大學