[发明专利]一种局部水库模型异重流试验系统及方法

说明书

本发明公开了一种局部水库模型异重流试验系统及方法，包括清水池和浑水搅拌池，所述的清水池通过第一清水孔口箱和第二清水孔口箱分别与干流和支流连通，所述的浑水搅拌池通过第一浑水孔口箱和第二浑水孔口箱分别与干流和支流连通，所述的支流与干流连通，支流的水与干流混合后的下游上还设置有高调蓄池、低调蓄池和尾门控制系统，所述的高调蓄池与低调蓄池通过溢流坝连接，所述的尾门控制系统与所述的高调蓄池连接。本发明的模拟狭长局部水库模型试验系统通过在尾门堵门上设置底孔及控制闸使得异重流处于流畅状态，模型上游右侧接近尾门处设置高调蓄池和低调蓄池组合，可达到水位控制的要求。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种局部水库模型异重流试验系统及方法。

背景技术

两种或两种以上的流体互相接触，其重度有一定的但是较小的差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不会发生全局性的掺混现象，这种流动成为异重流。异重流是挟沙水流的一种特殊运动形式，它通常出现在水库、盲肠河道、挖入式河港和船闸引航道等处，对这些地方的泥沙运动与河床演变有重要影响。在水库运作中，由于异重流的发生不易发现，如果异重流已达到坝前而未及时发现并开启孔口排沙，大量浑水在坝前停留，引起泥沙沉积在坝前，库容会很快损失。

牛栏江-滇池补水工程是滇池流域水域环境综合治理六大工程措施的关键性工程，是滇中调水的近期重点工程，该补水工程配合环湖截污、入湖河道整治等综合治理措施，可有效增加滇池水资源总量和提高水环境容量，加快湖泊水体循环和交换，对治理滇池水污染、改善滇池水环境具有十分重要的作用。但是在实际运行过程中存在汛期水流含沙量较枯期显著增加，泵站取水的水体浑浊的问题，同时汛期在距离取水口较近的位置形成异重流的现象，由此导致汛期取水中泥沙含量偏高，水体浑浊，长期来看，随着回水变动区的泥沙淤积向泵站取水口门附近进一步发展，可能使泵站取水防沙形势趋于恶化。为了积极稳妥的推进干河泵站取水防沙治理工作，需要对水沙运动规律和变动回水区泥沙淤泥进一步研究。

天然河道中泥沙运动形式不同，而河道中各种粒径沙泥的冲瘀是一个统一的整体，在模型中单独试验某一部分颗粒的泥沙，只复演某一种运动形式，不可能很好的解决水利工程中的泥沙问题，且由于水库平面形态为狭长型，研究范围主要为库区中上段，为节约成本并保证异重流运行不受阻碍，以水库中段某断面作为物理模型试验出口断面进行控制试验，可以既满足了研究的需要，又节约了建模成本。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种局部水库模型异重流试验系统及方法，本发明的局部水库模型异重流试验系统通过设置高调蓄池和低调蓄池，可以满足异重流畅流时尾门流量大于进口流量而水位保持不变，通过在水库中段某截面建立模型试验系统进行控制试验，满足了研究的需要，又节约了建模成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种局部水库模型异重流试验系统，包括清水池和浑水搅拌池，所述的清水池通过第一清水孔口箱和第二清水孔口箱分别与干流和支流连通，所述的浑水搅拌池通过第一浑水孔口箱和第二浑水孔口箱分别与干流和支流连通，所述的支流与干流连通，支流的水与干流混合后的下游上还设置有高调蓄池、低调蓄池和尾门控制系统，所述的高调蓄池与低调蓄池通过溢流坝连接，所述的尾门控制系统与所述的高调蓄池连接。

不同的水泵采用不同的出水从而实现可以从高调蓄池往低调蓄池，或者从低调蓄池往高调蓄池进行蓄水，以满足异重流畅流时尾门流量大于进口流量而水位保持不变。

进一步的，所述的高调蓄池内设置有闸门出口，所述的高调蓄池在靠近闸门出口处与上游的河道连接。

进一步的，所述的闸门出口与所述的尾门控制系统连接。

进一步的，尾门控制系统的出口由玻璃制成，所述的有机玻璃外侧设置有具有防护作用的钢架。