一种水库坝前进水口水温变化三维观测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水电工程监测技术领域，涉及一种水库水体水温的三维分布特点 监控技术，尤其是涉及一种水库坝前进水口水温变化三维观测系统。
【背景技术】
[0002] 修建水库一般使大坝上游流速减小、水深增加、水体增大，引起热量分布的改变， 通常以温度来表示水库水体热量时空分布特征。水库水温的改变对水质以及库区和下游环 境均会产生影响，因此对水库库区水体热量时空分布特征进行研究，有利于对库区生态环 境进行有针对性的控制和改善。20世纪20年代，美国就开始了对水库水温进行系统的观 测，40年代后，许多国家对水库水温的变化规律、水温对环境的影响、水温的控制和利用等 方面都进行了深入的研究，而中国于60年代才开始开展这项研究工作。
[0003] 因此，我国的河流水库水温变化规律分布情况观测研究工作开展相对滞后，尤其 是针对水库坝前水体水温三维空间分布规律及相关效应的观测研究更少，水库坝前水体水 温三维空间分布规律观测的技术方法与要求缺乏相关导则或规范的有效统一，水库坝前水 体水温三维空间分布规律观测成果质量普遍存在系统性、代表性、可靠性不强等问题，对提 高我国河流水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发等工作的参考意 义不大。 【实用新型内容】
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种水库坝前进水口水温变化三维观测系 统，结合水库运行、水温分布、水体流态等因素对水库坝前进水口三维空间水温变化进行观 测，以达到提高水库水温变化规律观测工作的技术水平及成果质量的效果。
[0005] 本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
[0006] -种水库坝前进水口水温变化三维观测系统，包括坝体和进水口，所述坝体上游 水体中布设有若干观测垂线，所述观测垂线分布于进水口中心线上及中心线两侧。
[0007] 所述观测垂线包括浮球、观测仪器、观测仪器安装链和配重，观测仪器安装链上端 和下端分别安装浮球和配重，观测仪器设置多个，固定在观测仪器安装链的不同位置。
[0008] 所述观测垂线在与进水口平行的方向上不少于3条，在进水口中心线方向上不少 于6条。
[0009] 所述观测仪器包括水温传感器和水深传感器。
[0010] 所述最接近水面的观测仪器位于水库运行水位水面以下〇. 5m，各相邻观测仪器之 间的间距为0. 5~5m。
[0011] 本实用新型的有益效果是：
[0012] 本实用新型所述的一种水库坝前进水口水温变化三维观测系统，根据水电工程水 库大坝进水口水体流态、观测人员及仪器安全保障、施测精确性等因素，提出了水库坝前进 水口水温变化的观测布点结构，并形成横向、纵向、垂向的三维观测布局，对水库坝前进水 口附近三维温度场分布规律的观测实现了有效覆盖，确保了水库垂向水温变化规律观测成 果的系统性、代表性、可靠性，对提高我国水库水温原型观测工作技术水平及成果质量，进 一步提升我国水库水温变化数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发研究工作水 平，推动行业技术进步具有重要意义。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型中水电站坝前进水口三维观测点布置图；
[0014] 图2为本实用新型中观测垂线的结构示意图。
[0015] 图中：1_坝体，2-进水口，3-观测垂线，31-浮球，32-观测仪器，33-观测仪器安装 链，34-配重。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于 所述。
[0017] 如图1、图2所示，本实用新型所述的一种水库坝前进水口水温变化三维观测系 统，包括坝体1和进水口 2,所述坝体1上游水体中布设有若干观测垂线3,所述观测垂线3 分布于进水口 2中心线上及中心线两侧。
[0018] 所述观测垂线3包括浮球31、观测仪器32、观测仪器安装链33和配重34,观测仪 器安装链33上端和下端分别安装浮球31和配重34,配重34为铅球或铁锤，观测仪器32设 置多个，固定在观测仪器安装链33的不同位置。
[0019] 根据不同的进水口前流场分布，分别在进水口 2中心线外不同距离布设观测垂线 3,所述观测垂线3在与进水口 2平行的方向上不少于3条，在进水口 2中心线方向上不少 于6条，观测垂线3 -般在进水口 2中心线的垂直和平行方向上按照等距设置，观测垂线3 间的实际间距根据进水口 2前流场分布实际考虑，以确保对进水口 2附近三维温度场分布 规律观测的有效覆盖为宜。
[0020] 所述观测仪器32包括能自动记录水深、水温等参数的水温传感器和水深传感器， 并要求水温传感器的分辨率为0. 01°c及以上，精度为±0. 15°C及以上，量测范围-5~ 100°C;水深传感器精度为0. 3米及以上，工作深度范围0~500米。
[0021] 水库不同运行水位对进水口 2流场会产生影响，对此，常对水库正常蓄水位、死水 位正常运行水位区间予以分段划分，一般划分为高水位、低水位两个区间段，并按照分段分 别布设观测垂线。
[0022] 根据水库坝前水温垂向分布实际，分别在观测垂线3水深方向的表层、温变层、同 温层予以布设测点，并根据相邻测点间温差情况予以增设测点，水库的表层、温变层、同温 层的深度又根据季节的不同会有所不同。
[0023] 最接近水面的观测仪器32设于水库运行水位表层水面以下0. 5m，各相邻观测仪 器32之间的间距为0. 5~5m。水库温变层内的观测仪器32 -般沿垂线水深方向每间隔 2. 0m布设一个测点，若两相邻测点之间温差超过0. 3°C，则在两测点之间增加测点；水库同 温层内的观测仪器32-般沿垂线水深方向每间隔5. 0米布设1个测点，若两相邻测点之间 温差超过0. 2°C，则在区间增加测点。
[0024] 所述水库坝前进水口水温变化三维观测系统采用人工操作方式，操作时，将观测 仪器32置于进水口 2前指定的待测点上，停留足够时间，一般至少15秒，待观测仪器32读 数稳定且自动记录垂向测点水温与水深数据后，将观测仪器32移至下一测点，直至整条观 测垂线3观测完成，现场备份观测仪器32相关数据。
[0025] 在施测中，要确