[实用新型]一种大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测装置

说明书

本实用新型涉及一种大型深水库中温度‑泥沙耦合异重流监测装置，它包括用于采集和监测泥沙的定点泥沙监测装置、用于采集和监测水温的定点水温监测装置和能够进行移动监测的移动监测装置。该监测装置和方法用于大型深水库异重流在运动过程中水体温度、含沙量沿程及垂向变化的观测，采集水库入出库的含沙量和水温数据，为大型深水库泥沙调度提供数据支撑和判断依据。

技术领域

本实用新型涉及一种大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测装置及方法，该异重流监测装置和方法适用于大型深水库的异重流原型监测，属于水利水电工程监测领域。

背景技术

水库异重流是水库来流与库区环境水体由于密度的差异而发生相对运动而不发生全局性掺混的现象，其密度差主要由温差、泥沙、污染物等因素引起。水库异重流运动规律影响库区泥沙淤积位置、库区淤积形态、水库排沙比、库区营养物质输运及库区温度分层结构等重要问题。

目前，在长江上已建成三峡水利枢纽工程、溪洛渡、向家坝水电站等举世瞩目的大型水利水电工程，在这些大型深水库中存在不同程度的温度分层情况，水库表底温差形成的密度差可达1 kg/m³左右，同时白鹤滩水文站汛期月均含沙量在1kg/m³左右，2016年汛期白鹤滩水文站最大含沙量为19.9 kg/m³。温差引起的密度差与含沙量引起的密度差接近，在流量及含沙量条件合适的情况下，汛期入库浑水在温度差和含沙量耦合作用下下潜形成异重流。科学合理的利用水库异重流形成排沙通道帮助排沙，对控制水库有效兴利库容和防洪库容，调整泥沙淤积在梯级水库的均衡配置至关重要。

温差和泥沙耦合作用形成的异重流运动规律复杂，其形成和运动过程变化较快，目前尚无快速可靠的方式进行大型深水库的温差-泥沙耦合异重流的跟踪监测装置和方法。为解决以上技术问题，本实用新型针对类似于溪洛渡水库异重流低沙河流中温差-泥沙耦合异重流的运动特点，提出大型深水库中异重流的监测装置及方法，实时反馈水库异重流形成和发展过程，为大型深水库泥沙调度提供数据支撑和判断依据。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种大型深水库中温差-泥沙耦合异重流形成及运动发展过程的监测装置和方法，该监测装置和方法用于大型深水库异重流在运动过程中水体温度、含沙量沿程及垂向变化的观测，为大型深水库泥沙调度提供数据支撑和判断依据。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测装置，它包括用于采集和监测泥沙的定点泥沙监测装置、用于采集和监测水温的定点水温监测装置和能够进行移动监测的移动监测装置。

所述定点泥沙监测装置包括主缆道和副缆道，在所述主缆道和副缆道之间悬挂有悬索，在悬索的末端安装有铅鱼，所述铅鱼上安装有悬移质采样器，所述主缆道和副缆道的两端分别支撑安装在对称布置的主缆道排架和副缆道排架上，所述主缆道排架和副缆道排架固定安装在岸边的铅鱼台上，所述铅鱼台的侧面设置有站房，所述悬索的顶部通过行车与主缆道和副缆道构成滑动配合连接，并驱动其沿缆道行走。

所述定点水温监测装置包括水位自记井，所述水位自记井内部设置有钢索，所述钢索的另一端与浮在水面的漂浮球相连，所述漂浮球的底部用连接索悬挂有温度探头，所述温度探头的外部安装有保护套，所述钢索上滑动连接有滑动重物。

所述移动监测装置包括水文测船，所述水文测船的顶部侧面固定安装有悬臂架，所述悬臂架上支撑安装有悬索，所述悬索的一端与水文铅鱼拖动机构相连，另一端连接有水文铅鱼，所述移动监测装置包括采样测量设备，所述采样测量设备包括水温、浊度自记设备和瞬时式横式“1”型采样器。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型提供了一种可靠有效的大型深水库中温度-泥沙耦合异重流观测装置及方法，适用于水深200m级大型水库监测，可操作性强，可在大型深水库的异重流监测中广泛推广。