[发明专利]稳定分层不掺混加水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水库水温分层模拟试验装置，特别涉及一种稳定分层不掺混加水装置。

背景技术

大型水库水体温度具有明显的沿深度成层分布的特点，表层水温和底层水温相差很大，有时温差值可达20℃左右(黄永坚，1986)。常规水电站进水口均为单层进水口，进水口设置在靠近水库底部位置，发电时下泄水体基本为水库底层水体，其水温较低，影响下游河段的生态环境。近年来，随着对生态环境保护的重视，水电站分层进水口取水方式(multi-level intake structure，MLIS)正逐渐被采用。采用水电站进水口分层取水方式的目的是有选择地取用水库的不同层水体，控制下泄水温，满足环保要求。目前水库水温分层模拟试验研究还处于起步阶段，而分层不掺混稳定加水装置是开展试验研究的保障。

目前涉及水温分层试验模拟方法主要有两类，一是以盐淡水形成两层模拟，二是利用热水或冷水流入水槽形成一定的水温分布。利用盐淡水的密度差模拟水温分层，通常模拟两层，其缺点是很难形成多层模拟，不能真实地再现实际水库水温沿水深的连续分布，例如，Harleman(1965)等在试验水槽中用盐水和淡水形成两层密度流；黄桂林等(1996)针对平板式表层取水口，以淡水和盐水模拟两层水温分布。利用热水或冷水流入水槽形成的水温分布，其缺点是所形成的水温分布难于控制，很难形成能满足温差要求的、稳定的、符合实际的水库水温分布。例如，1988年5月Helmut Kobus在清华大学出版社出版的《水力模拟》中介绍了一个水库分层水力模型试验(Markorfsky和Harleman，1971，1973)，模型为长11m，宽0.3m矩形断面有机玻璃水槽，深度从上游端11.4cm线性地增大到下游端120cm，热水自浅端进入。Robert Ettema(2004)等采用垂向位置不同的3条管路供温度不同的水以形成水温分层，水温0℃的水沿底层流入，水温16-18℃的水沿中层流入，水温32℃的水沿上层流入，但各层不同温度的水体流入较大水域后易于掺混，很难形成预期的垂向水温分布。

在试验研究水库水温分层的相关问题时，为实现水温沿水深分层，通常采用加入不同温度的水体，但在加水过程中各层不同温度的水体易于掺混，很难形成预期的符合要求的垂向水温分布。国内外研究成果表明，若直接模拟水温分布，将不同温度的水体加入模型水库或水槽是必须的，但如何保证不同温度的水体流入模型水库后仍保持分层且不掺混，是形成符合要求的水温分布的关键。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既能稳定分层又能保证各层间尽量不掺混的加水装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种稳定分层不掺混加水装置，包括在模型水库一端沿水深平行设置的多层隔板，每层隔板的中部均设有通孔，所述通孔上面设有孔盖，所述每层隔板的中部上面在加水时设有稳定出流装置，所述多层隔板的通孔内插装有一加水管。

所述每层隔板位置可调地安装在支架上，所述支架安装在所述模型水库内。

所述稳定出流装置包括侧壁设有出水孔的环形框架，所述环形框架内装满石子。

所述孔盖与对应隔板转动连接。

本发明具有的优点和积极效果是：采用分层隔板和稳定出流装置，依次加入不同水温的水，使加入的水体沿隔板向四周平稳且缓慢地流入模型水库，保证了加水过程中加入的水体不直接冲击模型水库的原有水体，不发生急速掺混，能形成符合预期要求的、稳定的、沿垂向分层的水温分布。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的多层隔板及其支架结构示意图；

图3是本发明多层隔板安装示意图；

图4是本发明稳定出流装置结构示意图。

图中：1、加水管，2、模型水库，3、隔板，3-1、通孔，4、稳定出流装置，4-1、环形框架，4-2、出水孔，4-3、石子，5、支架，5-1、立柱，6、短管，7、孔盖。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

在试验研究水库水温分层的相关问题时，为实现水温沿水深分层，通常采用加入不同温度的水体，但在加水过程中各层不同温度的水体易于掺混，很难形成预期的符合要求的垂向水温分布。本发明提供一种既能稳定分层又能保证各层间尽量不掺混的加水装置。