[实用新型]一种河口咸潮盐淡水密度分层流的分层示踪粒子结构

说明书

技术领域

本发明属于水利工程、海洋工程原型及模型测量领域，具体涉及一种河口咸潮盐淡水密度分层示踪方法中所采用的示踪粒子结构。

背景技术

    河口咸潮（又称咸潮上溯、盐水入侵），是一种自然现象。当上游河流径流流量不足时，海水发生倒灌，咸淡水混合造成上游河道水体变咸，即形成咸潮。咸潮一般发生于冬季或干旱的季节，即每年十月至翌年三月之间出现在河海交汇处，例如长江河口、珠江河口、钱塘江河口等等。在珠江河口，每年的冬末春初，上游来水量减少，江河水位下降，受潮汐影响，海水沿河口上溯，造成内河水体含盐量升高变咸。咸潮来临时，对居民生活、工业生产以至农业灌溉都有相当大的影响。自来水会变得咸苦，难以饮用；长时期饮用氯化物含量多的水对人体健康危害较大。工业生产使用含盐分多的水会损害机器设备；农业生产上，使用咸水灌溉农田，会使农作物萎蔫甚至死亡。

    河口咸潮的研究对象是淡水和海水混合区内的咸淡水混合物（其中，淡水的密度在0.993 g/cm3～0.997 g/cm3（随温度变化而略有不同）之间，盐水的密度在1.001 g/cm3～1.015 g/cm3（随盐度与温度变化而略有不同）之间）。在珠江河口和长江河口，这种咸淡水混合物在大部分时间内均具有密度分层流的特征，垂线方向上水体具有不同的密度。这种河口密度分层流较难被数学模型精确模拟。为了认识河口咸潮及咸淡水混合物，需将天然河口按照一定的比尺缩小，在实体模型中进行试验。在实体试验过程中，采用巧妙的流动显示方法对于观察分析流体运动至关重要，往往还是试验成功的关键。

    流动显示方法是一种重要的流体力学实验方法，在流体力学的发展过程中起到了重要作用。该方法通过在流场中投放或产生随质点运动的颗粒、气泡等，观察记录其运动，作为分析流体运动特征的可视手段。传统的流动显示颗粒包括氢气泡、木屑、烟气、染料、浮子等。由于这些传统的示踪粒子本身的密度是相同的、均匀的，在垂向分层的水体中，只能向与粒子密度相同的某一层集中，不能在分层水体中的不同密度水层内都均匀分布。因此，对于河口咸淡水密度分层流，传统的示踪方法所采用的显示颗粒无法很好地反映出流场的分层特性，无法直接观察分析分层流的流体运动规律。

发明内容

     本发明的目的在于提供一种能够在河口咸潮盐淡水密度分析分层流方法中，直观显示出流体运动规律的分层示踪粒子结构。

本实用新型所述的一种河口咸潮盐淡水密度分层流的分层示踪粒子结构，其特征在于：包括由密度为0.993 g/cm³的塑料制成的中空的球形壳体，球形壳体开有可往空腔填充密度为0.993g/cm³～1.06 g/cm³的填充物的通孔，通孔与由密度为0.993 g/cm³的塑料制成的堵头密封配合，空腔的直径为球形壳体直径的0.75倍，球形壳体的表面涂覆有相应颜色的颜料层以区别不同的密度。

本实用新型结构由于将密度为0.993 g/cm³的塑料制成中空的球形壳体，可根据河口咸淡水密度分层流在垂线方向上水体密度的不同，在0.993g/cm³～1.06 g/cm³的填充物中选择不同的密度并填入球形壳体的空腔中，以形成不同密度的示踪粒子结构；同时，在不同密度的示踪粒子结构的球形壳体的表面涂覆不同颜色的颜料层加以区分不同的密度，即可得到可在垂向分层水体中的不同密度水层内都均匀分布示踪粒子结构，并且由于位于不同密度水层中的示踪粒子结构的表面颜色是不同的，因此，通过本实用新型的不同密度和颜色的示踪粒子直接观察、分析密度分层流的流体运动规律，适用性强，制作原料简单，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型未填充填充物前的示意图。

图2是本实用新型填充了填充物后的示意图。

具体实施方式