[发明专利]一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置与方法

权利要求书

1.一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：包括模型水库(1)、缓冲池(6)、浑水池(7)和出水池(8)；其中，模型水库(1)的右侧壁呈阶梯形，该右侧壁包括由下至上依次设置的斜板(2)、水平板(3)以及竖直板(4)，其中，斜板(2)的一端与模型水库(1)的底板相连，其另一端与水平板(3)的一端相连，水平板(3)的另一端与竖直板(4)之间为模型水库(1)的进水口(5)，模型水库(1)的左侧壁上由上至下依次开设有若干出水口，模型水库(1)内由上至下依次设置有若干冷凝管，若干冷凝管分别与设置在模型水库(1)外的空调(9)相连；缓冲池(6)设置在模型水库(1)的进水口(5)一侧，出水池(8)设置在模型水库(1)的出水口一侧，浑水池(7)与缓冲池(6)之间通过加水管(22)相连通，该加水管(22)上设置有泵(11)，浑水池(7)内设置有搅拌机(14)。

2.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：模型水库(1)内还设置有与空调(9)相连的温度传感器(10)。

3.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：模型水库(1)的左侧壁上由上至下依次开设有第一出水口(15)、第二出水口(16)、第三出水口(17)以及第四出水口(18)。

4.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：模型水库(1)内由上至下依次设置有第一冷凝管(19)、第二冷凝管(20)以及第三冷凝管(21)。

5.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：模型水库(1)的外壁上设有均匀的刻度。

6.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：出水池(8)的底部设置有出流管(13)。

7.根据权利要求1所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，其特征在于：加水管(22)上还设置有电磁流量计(12)。

8.一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验方法，其特征在于：该方法基于权利要求1至7中任一项所述的一种分层水库温差-泥沙耦合异重流模拟试验装置，包括以下步骤：

1)开启空调(9)，通过冷凝管控制模型水库(1)内的水温，从上而下依次形成表层变温层、中部跃温层以及底部等温层；

2)把称量好的石英砂均匀地散倒入浑水箱(7)中，并用搅拌机(14)搅拌均匀，以配制相应浓度的含沙浑水；测量浑水池(7)和模型水库(1)的水温，开启泵(11)并调节其流量使其达到要求值，同时打开模型水库(1)最左端底部排水口(13)的出水阀门，并调节出水阀门的大小，使得Q_入＝Q_出，并开始计时；

3)沿模型水库(1)的水平方向从左向右，自模型水库(1)出水口开始依次间隔50cm、50cm、50cm、30cm选取5个断面，每个断面垂向间隔5cm设置1个取样口，第一至第四断面，每个断面垂向布设13个取样口，第五断面垂向布设7个取样口，每间隔一定时间取样，并测量每个断面不同高度处的水温；其中，该模型水库(1)的水平长度为2.5m，缓冲池(6)的水平长度为0.3m，出水池(8)的水平长度为0.5m；

4)对步骤3)所取的水样进行浊度测量并分析数据。