本發(fā)明涉及水力學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

大型水利工程，在防洪、發(fā)電、航運(yùn)等多個(gè)方面發(fā)揮巨大效益。但是大壩的修建，使得壩前水體由原來(lái)的天然河道變?yōu)楹拥佬退畮?kù)，庫(kù)區(qū)的水流結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，庫(kù)區(qū)水動(dòng)力條件和水質(zhì)要素出現(xiàn)了明顯的時(shí)空特征。在大壩蓄水成庫(kù)后，庫(kù)區(qū)的支流受干流頂托作用，出現(xiàn)了不同程度的回水河段，形成庫(kù)灣水域，流速減緩，使得庫(kù)灣支流常出現(xiàn)不同程度的水質(zhì)問(wèn)題(如水華)。眾所周知，在水環(huán)境系統(tǒng)中的各種物質(zhì)成分(如營(yíng)養(yǎng)鹽、污染物、懸浮顆粒及溶解性氣體)都以水體為載體，其輸運(yùn)規(guī)律以及生化過(guò)程都與水域的水動(dòng)力條件密切相關(guān)，水動(dòng)力良好的水域，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很難堆積，藻類物質(zhì)很難迅速繁殖，水域能保持理想的水質(zhì)，因此，探討水庫(kù)干支流水體的交換規(guī)律對(duì)庫(kù)灣支流水環(huán)境的防治具有重要意義。

研究表明，影響水庫(kù)干支流水體的交換的外界因素眾多，主要有：(1)水庫(kù)調(diào)度，如壩前蓄水位、壩前水位日升幅、壩前水位日降幅；(2)水動(dòng)力條件，如支流上游來(lái)流量、干流上游來(lái)流量；(3)水文氣象條件，如庫(kù)灣與干支流水溫差、風(fēng)速和風(fēng)向等。

對(duì)于干支流水體交換影響機(jī)理的研究，現(xiàn)有技術(shù)常采用原型觀測(cè)，室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬等方法。但由于干支流水體交換影響因子的因素眾多，這些研究手段均在不同程度上存在困難和局限性，具體表現(xiàn)在：

(1)原型觀測(cè)。該方法成本較高，觀測(cè)極為不便，考慮庫(kù)區(qū)支流眾多且狹長(zhǎng)，觀測(cè)者的數(shù)據(jù)采集工作量巨大，且水庫(kù)調(diào)度工況、干支流水動(dòng)力條件以及水文氣象條件等諸多物理因素存在不可重復(fù)性或不可控制性；

(2)室內(nèi)物理模型實(shí)驗(yàn)。物理模型實(shí)驗(yàn)主要受場(chǎng)地條件的限制，開(kāi)展大比尺模型實(shí)驗(yàn)工作較難，而小比尺物理模型實(shí)驗(yàn)又不能較好的解決因相似率問(wèn)題帶來(lái)誤差；

(3)數(shù)值模擬。該方法能積極原型觀測(cè)中物理因素不可重復(fù)和控制的不足，然由于計(jì)算區(qū)域較大，若建立一維或二維模型，則不能很好的反應(yīng)庫(kù)區(qū)干支流復(fù)雜的水動(dòng)力場(chǎng)，使得結(jié)果可信度降低；若建立三維模型，則大大增加了計(jì)算時(shí)間，且干支流水體交換時(shí)間的影響因子眾多，工作效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性得不到保障。

因此，需要設(shè)計(jì)一種新型實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)彌補(bǔ)已有技術(shù)不足，能夠滿足不同影響因子與干支流水體交換的研究需求，為庫(kù)灣支流水環(huán)境的防治問(wèn)題提供技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法；該裝置和方法應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同影響因子與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系，并具有操作簡(jiǎn)單、重復(fù)利用率高的特點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種適用于河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于該裝置包括水體交換實(shí)驗(yàn)單元、供回水單元以及外部銜接槽；

所述的水體交換實(shí)驗(yàn)單元包括一號(hào)恒溫水槽、二號(hào)恒溫水槽，其中一號(hào)恒溫水槽的出口與所述二號(hào)恒溫水槽的左側(cè)垂直連通；

所述的供回水單元包括蓄水箱、一號(hào)水池、二號(hào)水池、回水池以及恒溫水管，其中一號(hào)水池、二號(hào)水池以及回水池分別與一號(hào)恒溫水槽入口、二號(hào)恒溫水槽入口以及二號(hào)恒溫水槽出口連通；所述蓄水箱包括一號(hào)鹽水箱、一號(hào)清水箱、二號(hào)鹽水箱、二號(hào)清水箱；一號(hào)鹽水箱和一號(hào)清水箱均通過(guò)一帶有流量計(jì)的恒溫水管與所述一號(hào)水池連通，二號(hào)鹽水箱和二號(hào)清水箱也通過(guò)另一帶有流量計(jì)的恒溫水管與二號(hào)水池連通；所述一號(hào)鹽水箱和二號(hào)鹽水箱設(shè)置有加熱儀、溫度計(jì)和濃度儀，所述一號(hào)清水箱和二號(hào)清水箱設(shè)置有溫度計(jì)和加熱儀；所述外部銜接槽包括一號(hào)銜接槽和二號(hào)銜接槽；其中一號(hào)銜接槽布設(shè)于一號(hào)恒溫水槽的頂部；二號(hào)銜接槽的一端與所述一號(hào)銜接槽連接，另一端位于二號(hào)恒溫水槽右側(cè)槽面頂部，且二號(hào)恒溫水槽與一號(hào)銜接槽具有相同的高度和寬度，二號(hào)銜接槽的長(zhǎng)度與二號(hào)恒溫水槽的寬度相同。

進(jìn)一步地，所述回水池設(shè)有閘門調(diào)控室，所述閘門調(diào)控室包括閘門、數(shù)字計(jì)算機(jī)以及根據(jù)數(shù)字計(jì)算機(jī)指令設(shè)置閘門開(kāi)度的調(diào)控儀；其中所述閘門位于回水池與二號(hào)恒溫水槽的連接處。

進(jìn)一步地，所述一號(hào)銜接槽頂部左側(cè)邊沿和右側(cè)邊沿分別均勻布設(shè)有若干個(gè)一號(hào)風(fēng)機(jī)和二號(hào)風(fēng)機(jī)，所述二號(hào)銜接槽頂部中心布設(shè)有三號(hào)風(fēng)機(jī)；所述一號(hào)風(fēng)機(jī)、二號(hào)風(fēng)機(jī)、三號(hào)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速和風(fēng)向均由風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)儀控制。

進(jìn)一步地，所述一號(hào)風(fēng)機(jī)和二號(hào)風(fēng)機(jī)風(fēng)口噴出的氣流方向指向一號(hào)恒溫水槽下游，所述三號(hào)風(fēng)風(fēng)口噴出的氣流方向指向一號(hào)恒溫水槽的上游；并且，所述一號(hào)風(fēng)機(jī)和二號(hào)風(fēng)機(jī)風(fēng)口噴出的氣流方向與一號(hào)銜接槽槽頂平面形成30°～45°俯角，三號(hào)風(fēng)機(jī)風(fēng)口噴出的氣流方向與一號(hào)銜接槽槽頂平面和二號(hào)銜接槽槽頂平面成30°～45°俯角。

再進(jìn)一步地，所述一號(hào)風(fēng)機(jī)可從一號(hào)銜接槽頂部左側(cè)邊沿開(kāi)始，在所處平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～90°；所述二號(hào)風(fēng)機(jī)可從一號(hào)銜接槽頂部右側(cè)邊沿開(kāi)始，在所處平面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～90°；所述三號(hào)風(fēng)機(jī)可從所噴出的氣流軸線開(kāi)始，在所處平面順時(shí)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～90°；所述平面是各風(fēng)機(jī)風(fēng)口噴出的氣流軸線沿著恒溫水槽寬度方向移動(dòng)形成的平面。

所述一號(hào)銜接槽頂部中心線均勻設(shè)有若干個(gè)圓形孔，以通過(guò)該孔在一號(hào)銜接槽內(nèi)放置及固定濃度儀和流速儀。

優(yōu)選地，所述一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽的兩側(cè)槽面(即槽壁)采用玻璃制造，并且在槽面上均標(biāo)識(shí)水深刻度值。

利用河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行干支流水體交換影響因子研究的實(shí)驗(yàn)方法，依照如下步驟進(jìn)行：

步驟1.對(duì)一號(hào)鹽水箱、一號(hào)清水箱、二號(hào)鹽水箱以及二號(hào)清水箱(4個(gè)水箱)中的水體進(jìn)行加熱，得到溫度相同{一號(hào)鹽水箱、一號(hào)清水箱、二號(hào)鹽水箱、二號(hào)清水箱中的溫度依次為t、t、t、t}、濃度不同{一號(hào)鹽水箱、一號(hào)清水箱、二號(hào)鹽水箱、二號(hào)清水箱中水的濃度依次為1、0、1、0kg/m³}的實(shí)驗(yàn)水體；

步驟2.開(kāi)啟一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間的流量計(jì)、經(jīng)一號(hào)水池向一號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1的鹽水；開(kāi)啟二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，經(jīng)二號(hào)水池向二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q2的鹽水(向兩個(gè)恒溫水槽輸送鹽水)；通過(guò)調(diào)控儀調(diào)節(jié)閘門開(kāi)度，確定閘前水位h；利用流速儀測(cè)量一號(hào)恒溫水槽中心線不同位置不同水深的流速，確保一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽中的是溫度為t、濃度為1kg/m³，且具有穩(wěn)定流態(tài)的水體。

步驟3.當(dāng)水體交換實(shí)驗(yàn)區(qū)形成穩(wěn)定流態(tài)后，通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)、閘門開(kāi)度、風(fēng)機(jī)以及加熱清水箱的水體，實(shí)現(xiàn)干支流水體交換影響因子的研究，具體如下：

(1)當(dāng)模擬支流來(lái)流量與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，固定閘門開(kāi)度，確保閘前水位h不變，關(guān)閉二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，向二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q2的清水，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間的流量計(jì)，根據(jù)支流來(lái)流量q支的工況設(shè)置要求，調(diào)節(jié)一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間的流量計(jì)，向二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q支的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(2)當(dāng)模擬干流來(lái)流量與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，固定閘門開(kāi)度，確保閘前水位h不變，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間的流量計(jì)，向一號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1的清水，關(guān)閉二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，根據(jù)支流來(lái)流量q干的工況設(shè)置要求，調(diào)節(jié)二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，向二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q干的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(3)當(dāng)閘前水位與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)閘前水位h的工況設(shè)置要求，重復(fù)步驟2。當(dāng)一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽中得到閘前不同水位工況下穩(wěn)定的流態(tài)后，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，分別向一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(4)當(dāng)模擬閘前水位變化過(guò)程與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)閘前水位變化過(guò)程工況，將各工況的水位過(guò)程線輸入數(shù)字計(jì)算機(jī)，調(diào)控儀接收到數(shù)字計(jì)算機(jī)的指令后自動(dòng)設(shè)置閘門的開(kāi)度變化過(guò)程，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，分別向一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(5)當(dāng)水溫與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)水溫t的工況設(shè)置要求，在步驟1時(shí)，加熱一號(hào)清水箱或二號(hào)清水箱，得到水溫為t支或t干的實(shí)驗(yàn)水體。待完成步驟2后，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，分別向一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(6)當(dāng)風(fēng)力與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)風(fēng)力w的工況設(shè)置要求，選擇啟動(dòng)一號(hào)風(fēng)機(jī)、二號(hào)風(fēng)機(jī)或者三號(hào)風(fēng)機(jī)。同時(shí)，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)鹽水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，開(kāi)啟一號(hào)清水箱與一號(hào)水池間以及二號(hào)清水箱與二號(hào)水池間的流量計(jì)，分別向一號(hào)恒溫水槽和二號(hào)恒溫水槽輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀，得到一號(hào)恒溫水槽中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用水體交換實(shí)驗(yàn)單元、供回水單元以及外部銜接槽實(shí)現(xiàn)了干支流水體交換的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，該裝置具有操作簡(jiǎn)單，重復(fù)利用率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)、閘門開(kāi)度、風(fēng)機(jī)以及加熱清水箱的水體，可實(shí)現(xiàn)干支流來(lái)流量、閘前水位、閘前水位變化過(guò)程、風(fēng)速、風(fēng)向以及干支流水溫等因子與干支流水體交換響應(yīng)關(guān)系的研究。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中蓄水箱與一號(hào)恒溫水槽、二號(hào)恒溫水槽銜接結(jié)構(gòu)圖(俯視)。

圖3為本發(fā)明中外部銜接槽與一號(hào)恒溫水槽、二號(hào)恒溫水槽銜接的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中外部銜接槽與一號(hào)恒溫水槽、二號(hào)恒溫水槽銜接的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中一號(hào)風(fēng)機(jī)、二號(hào)風(fēng)機(jī)以及三號(hào)風(fēng)機(jī)的布設(shè)位置及方向的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中有：1-一號(hào)恒溫水槽，2-二號(hào)恒溫水槽，3-外部銜接槽，3a-一號(hào)銜接槽，3b-二號(hào)銜接槽，4-一號(hào)水池，5-二號(hào)水池，6-回水池，7-閘門調(diào)控室，7a-閘門，7b-調(diào)控儀，7c-數(shù)字計(jì)算機(jī)，8-蓄水箱，8a-一號(hào)鹽水箱、8b-一號(hào)清水箱、8c-二號(hào)鹽水箱、8d-二號(hào)清水箱，9a-一號(hào)風(fēng)機(jī)、9b-二號(hào)風(fēng)機(jī)、9c-三號(hào)風(fēng)機(jī)，10-圓形孔，11-恒溫水管，12-流量計(jì)，13-加熱儀，14-溫度計(jì)，15-濃度儀，16-流速儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種適用于河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括水體交換實(shí)驗(yàn)單元、供回水單元以及外部銜接槽3。水體交換實(shí)驗(yàn)單元包括一號(hào)恒溫水槽1、二號(hào)恒溫水槽2。其中，一號(hào)恒溫水槽1的出口與所述二號(hào)恒溫水槽2的左側(cè)垂直連通(左側(cè)、右側(cè)依照水流方向確定，即面向水流流出方向確定；以下同)。同時(shí)，一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2的兩側(cè)槽面(即槽壁)采用玻璃制造，并且在槽面上均標(biāo)識(shí)水深刻度值；供回水單元包括蓄水箱8、一號(hào)水池4、二號(hào)水池5、回水池6以及恒溫水管11。其中，一號(hào)水池4、二號(hào)水池5以及回水池6分別與一號(hào)恒溫水槽1入口、二號(hào)恒溫水槽2入口以及二號(hào)恒溫水槽2出口連通；蓄水箱包括一號(hào)鹽水箱8a、一號(hào)清水箱8b、二號(hào)鹽水箱8c、二號(hào)清水箱8d。其中，一號(hào)鹽水箱8a和一號(hào)清水箱8b均通過(guò)恒溫水管11與一號(hào)水池4連通，二號(hào)鹽水箱8c和二號(hào)清水箱8d均通過(guò)恒溫水管11與二號(hào)水池5連通，且恒溫水管11與一號(hào)水池4和二號(hào)水池5連接處均設(shè)有流量計(jì)12。同時(shí)，一號(hào)鹽水箱8a和二號(hào)鹽水箱8c設(shè)置有加熱儀13、溫度計(jì)14和濃度儀15；一號(hào)清水箱8b和二號(hào)清水箱8d設(shè)置有溫度計(jì)14和加熱儀13(參見(jiàn)圖2)；外部銜接槽包括一號(hào)銜接槽3a和二號(hào)銜接槽3b。其中，一號(hào)銜接槽3d布設(shè)于一號(hào)恒溫水槽1的頂部，二號(hào)銜接槽3b一端與一號(hào)銜接槽3a連接，另一端位于二號(hào)恒溫水槽2右側(cè)槽面頂部，且一號(hào)銜接槽3a與二號(hào)恒溫水槽2具有相同的高度和寬度，二號(hào)銜接槽3b的長(zhǎng)度與二號(hào)恒溫水槽2的寬度相同。

同時(shí)，回水池6設(shè)有閘門調(diào)控室7。調(diào)控室7包括閘門7a、調(diào)控儀7b以及數(shù)字計(jì)算機(jī)7c。其中，閘門7a位于回水池6與二號(hào)恒溫水槽2的連接處，調(diào)控儀7b位于閘門調(diào)控室7a的頂部，數(shù)字計(jì)算機(jī)7c向調(diào)控儀7b輸入水位變化過(guò)程指令后，調(diào)控儀7b可自動(dòng)設(shè)置閘門7a的開(kāi)度變化過(guò)程。

如圖3所示，一號(hào)銜接槽3a頂部左側(cè)(即圖1中的上側(cè))和右側(cè)(即圖1中的下側(cè))邊沿分別均勻布設(shè)有若干個(gè)(圖中顯示5個(gè))一號(hào)風(fēng)機(jī)9a和二號(hào)風(fēng)機(jī)9b，二號(hào)銜接槽3b頂部中心布設(shè)有三號(hào)風(fēng)機(jī)9c，一號(hào)風(fēng)機(jī)9c、二號(hào)風(fēng)機(jī)9b、三號(hào)風(fēng)機(jī)9c的風(fēng)速和風(fēng)向由風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)儀9d控制。一號(hào)銜接槽3a頂部中心線均勻設(shè)有若干個(gè)(優(yōu)選8個(gè))圓形孔10。

如圖4所示，一號(hào)風(fēng)機(jī)9a和二號(hào)風(fēng)機(jī)9b風(fēng)口噴出的氣流方向指向一號(hào)恒溫水槽1下游，三號(hào)風(fēng)機(jī)9c風(fēng)口噴出的氣流方向指向一號(hào)恒溫水槽1的上游。同時(shí)，一號(hào)風(fēng)機(jī)9a、二號(hào)風(fēng)機(jī)9b風(fēng)口噴出的氣流方向與一號(hào)銜接槽3a槽頂平面成35°俯角a，三號(hào)風(fēng)機(jī)9c與二號(hào)銜接槽3b槽頂平面成35°俯角b。同時(shí)，一號(hào)風(fēng)機(jī)9a可在所處平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(圖5中箭頭e所示方向旋轉(zhuǎn))0°～90°，二號(hào)風(fēng)機(jī)9b可在所處平面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(圖5中箭頭f所示方向旋轉(zhuǎn))0°～90°，三號(hào)風(fēng)機(jī)9c可在所處平面順時(shí)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～90°。所述平面是各風(fēng)機(jī)風(fēng)口噴出的氣流軸線沿著恒溫水槽寬度方向移動(dòng)形成的平面；例如：一號(hào)風(fēng)機(jī)9a風(fēng)口噴出的氣流軸線9a1沿著恒溫水槽寬度方向移動(dòng)形成的平面為9a2(圖5中,二號(hào)風(fēng)機(jī)9b風(fēng)口噴出的氣流軸線9b1沿著恒溫水槽寬度方向移動(dòng)形成的平面，與平面9a2重合),三號(hào)風(fēng)機(jī)9c風(fēng)口噴出的氣流軸線9c1沿著恒溫水槽寬度方向移動(dòng)形成的平面9c2)。同時(shí)，經(jīng)圓形孔10可向所述一號(hào)恒溫水槽1內(nèi)放置和固定濃度儀15和流速儀16。

此外，本實(shí)驗(yàn)裝置中，輸入回水池6的水，可通過(guò)另外鋪設(shè)的管路輸回到蓄水箱8進(jìn)行回用(一般只能作為一號(hào)鹽水箱8a和二號(hào)鹽水箱8c配水)。

本發(fā)明一種河道型水庫(kù)干支流水體交換研究的實(shí)驗(yàn)裝置方法，依照如下步驟進(jìn)行：

步驟1.對(duì)一號(hào)鹽水箱8a、一號(hào)清水箱8b、二號(hào)鹽水箱8c以及二號(hào)清水箱8d中的水體進(jìn)行加熱，得到溫度t{一號(hào)鹽水箱8a、一號(hào)清水箱8b、二號(hào)鹽水箱8c、二號(hào)清水箱8d＝t、t、t、t}℃、濃度c{一號(hào)鹽水箱8a、一號(hào)清水箱8b、二號(hào)鹽水箱8c、二號(hào)清水箱8d＝1、0、1、0}kg/m³的實(shí)驗(yàn)水體；

步驟2.開(kāi)啟一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間的流量計(jì)12、經(jīng)一號(hào)水池4向一號(hào)恒溫水槽1輸送流量為q1的鹽水；開(kāi)啟二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，經(jīng)二號(hào)水池12向二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q2的鹽水；通過(guò)調(diào)控儀7b調(diào)節(jié)閘門7a開(kāi)度，確定閘前水位h；利用流速儀16測(cè)量一號(hào)恒溫水槽1中心線不同位置不同水深的流速，確保一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2中的是溫度為t、濃度為1kg/m³，且具有穩(wěn)定流態(tài)的水體(鹽水水體)。

步驟3.當(dāng)水體交換實(shí)驗(yàn)區(qū)形成穩(wěn)定流態(tài)后，通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)12、閘門7a開(kāi)度、風(fēng)機(jī)以及加熱清水箱的水體，實(shí)現(xiàn)干支流水體交換影響因子的研究，具體如下：

(1)當(dāng)模擬支流來(lái)流量與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，固定閘門7a開(kāi)度，確保閘前水位h不變，關(guān)閉二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)，開(kāi)啟二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，向二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q2的清水，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間的流量計(jì)12，根據(jù)支流來(lái)流量q支的工況設(shè)置要求，調(diào)節(jié)一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間的流量計(jì)12，向二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q支的清水。利用濃度儀15，得到各支流量工況下一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(2)當(dāng)模擬干流來(lái)流量與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，固定閘門7a開(kāi)度，確保閘前水位h不變，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間的流量計(jì)12，開(kāi)啟一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間的流量計(jì)12，向一號(hào)恒溫水槽1輸送流量為q1的清水，關(guān)閉二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，根據(jù)支流來(lái)流量q干的工況設(shè)置要求，調(diào)節(jié)二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，向二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q干的清水。利用濃度儀15，得到各干流量工況下一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(3)當(dāng)模擬閘前水位與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)閘前水位h的工況設(shè)置要求，重復(fù)步驟2。當(dāng)一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2中得到閘前不同水位工況下穩(wěn)定的流態(tài)后，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間以及二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，開(kāi)啟一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間以及二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，分別向一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀15，得到一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(4)當(dāng)模擬閘前水位變化過(guò)程與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)閘前水位變化過(guò)程工況，將各工況的水位過(guò)程線輸入數(shù)字計(jì)算機(jī)7c，調(diào)控儀7b接收到數(shù)字計(jì)算機(jī)7c的指令后自動(dòng)設(shè)置閘門7a的開(kāi)度變化過(guò)程，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間以及二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，開(kāi)啟一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間以及二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，分別向一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀15，得到一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(5)當(dāng)模擬水溫與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)水溫t的工況設(shè)置要求，在步驟1時(shí)，加熱一號(hào)清水箱8b或二號(hào)清水箱8c，得到水溫為t支或t干的實(shí)驗(yàn)水體。待完成步驟2后，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間以及二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，開(kāi)啟一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間以及二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，分別向一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀15，得到一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化；

(6)當(dāng)模擬風(fēng)力與干支流水體交換的響應(yīng)關(guān)系時(shí)，根據(jù)風(fēng)力w的工況設(shè)置要求，選擇啟動(dòng)一號(hào)風(fēng)機(jī)9a、二號(hào)風(fēng)機(jī)9b或者三號(hào)風(fēng)機(jī)9c。同時(shí)，關(guān)閉一號(hào)鹽水箱8a與一號(hào)水池4間以及二號(hào)鹽水箱8c與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，開(kāi)啟一號(hào)清水箱8b與一號(hào)水池4間以及二號(hào)清水箱8d與二號(hào)水池5間的流量計(jì)12，分別向一號(hào)恒溫水槽1和二號(hào)恒溫水槽2輸送流量為q1和q2的清水。利用濃度儀15，得到一號(hào)恒溫水槽1中心不同位置不同水深水體濃度隨時(shí)間的變化。

上述實(shí)施例是用于例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)如本發(fā)明的權(quán)利要求書覆蓋。