[发明专利]一种大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测装置和方法

权利要求书

1.大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测方法，其特征在于：所述一种大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测装置包括用于采集和监测泥沙的定点泥沙监测装置（1）、用于采集和监测水温的定点水温监测装置（2）和能够进行移动监测的移动监测装置（3）；

所述定点泥沙监测装置（1）包括主缆道（101）和副缆道（102），在所述主缆道（101）和副缆道（102）之间悬挂有悬索（103），在悬索（103）的末端安装有铅鱼（104），所述铅鱼（104）上安装有悬移质采样器（105），所述主缆道（101）和副缆道（102）的两端分别支撑安装在对称布置的主缆道排架（106）和副缆道排架（107）上，所述主缆道排架（106）和副缆道排架（107）固定安装在岸边的铅鱼台（108）上，所述铅鱼台（108）的侧面设置有站房（109），所述悬索（103）的顶部通过行车（110）与主缆道（101）和副缆道（102）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（2）包括水位自记井（201），所述水位自记井（201）内部设置有钢索（202），所述钢索（202）的另一端与浮在水面的漂浮球（203）相连，所述漂浮球（203）的底部用连接索悬挂有温度探头（204），所述温度探头（204）的外部安装有保护套，所述钢索（202）上滑动连接有滑动重物（205）；

所述移动监测装置（3）包括水文测船（301），所述水文测船（301）的顶部侧面固定安装有悬臂架（302），所述悬臂架（302）上支撑安装有悬臂架悬索（303），所述悬臂架悬索（303）的一端与水文铅鱼拖动机构（305）相连，另一端连接有水文铅鱼（304），所述移动监测装置（3）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；

异重流监测的方法包括以下步骤：

在库区选取重点关注河段进行巡航，找到异重流潜入点，在库区异重流潜入点至坝址范围内，沿异重流的发展方向布置垂向水温、浊度监测点；采用水文测船（301）搭载的移动监测装置（3）进行巡测，利用GNSS确定测量船的坐标；同步进行连续测量库区水体垂向水温、浊度工作和垂向水体悬沙采样工作；

所述连续测量库区水体垂向水温、浊度工作的方法为：在预定取样位置采用水文铅鱼（304）搭载自记式水温、浊度和水深记录仪进行垂向断面上的数据采集，垂向上放线控制在每2m布设一个采样点，根据记录仪的采样时间频率（s）和垂向采样间距（m）计算钢缆的放线速度；实际放线速度不大于计算放线速度；待铅鱼放到库底后提升仪器收回；

放线速度（m/s）=垂向采样间距（m）/采样时间（s）；

所述垂向水体悬沙采样工作的方法为：选取重要断面采用悬索悬挂水文铅鱼（304）和瞬时式采样器进行悬沙采样，数据用于后期建立浊度和含沙量的换算的关系曲线；采样时，采样器口门应正对水流，在采样点停留一定时间后关闭口门，再提升仪器收回；取样后均分为两份，分别用于含沙量和颗粒级配的测量；水样的含沙量采用烘干法进行测量，颗粒级配采用马尔文激光粒度仪进行分析；

移动监测：

在库区异重流潜入点至坝址范围内，沿异重流的发展方向布置垂向水温、浊度监测点，采用水文船搭载的移动监测装置进行巡航，利用GNSS确定测量船的坐标，同步进行连续测量库区水体垂向水温、浊度工作和垂向水体悬沙采样工作；

纵断面监测点位和横断面监测点位的具体监测过程为：

纵断面监测：

在库区异重流潜入点至坝址范围，沿异重流发展方向布置纵断面水样采样监测点，每6km布设一条垂线共计36条垂线；

横断面监测：

自潜入点上游5km至坝前范围，在固定断面的布设基础上，每隔2~5km布设一断面共13断面，每断面2线11点，取样进行水样含沙量和颗粒级配分析；

垂向数据采集和水样采集方法同纵断面监测方法。

2.根据权利要求1所述大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测方法，其特征在于，所述垂向水体悬沙采样点的分布为：水面为0、相对水深的0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0为河底。

3.根据权利要求1所述大型深水库中温度-泥沙耦合异重流监测方法，其特征在于，入库和出库河段采用定点监测河道的含沙量和水温，监测频次为每两小时一次，含沙量大时加密测量。