咸潮上溯物理模型试验技术

任务来源：

技术领域：水利信息化

技术来源：自主研发。发明名称：一种河口咸潮盐淡水密度分层流的分层示踪方法（ZL201410254540.2）、发明名称：一种咸潮试验水槽（ZL201520263631.2）。软件著作权：珠科院一维咸潮模拟软件V1.0、西江干流水库群防洪调度系统1.0。“珠江河口复杂动力过程及复合模拟技术研究”获得2013年度大禹水利科学技术一等奖。

技术原理

针对咸潮运动机理十分复杂，既有盐水楔异重流的存在，也有潮汐紊动扩散的存在，同时也受上游径流、河口区的风力场、沿岸流、近海区的盐度分布等共同影响，由珠江水利科学研究院自主研发的咸潮上溯物理模型试验技术集成了盐淡水循环系统、潮汐控制系统、风浪模拟系统，通过控制模型径流、潮汐、风、浪、盐等边界条件，利用自动盐度传感器和声学多普勒流速流向仪监测横、纵断面的分层盐度和流速，结合咸界示踪粒子技术，分析盐淡水混合状态和捕捉咸界位置，达到准确模拟咸潮上溯过程，掌握咸潮运动的变化规律。

技术特色

（1）建立了盐淡水循环系统，通过多功能回水池，收集模型试验中产生的废水，根据模型初始场盐度大小，自动添加盐或淡水，达到模型所需盐度，持续为模型提供试验所需盐水。（2）利用风浪模拟系统和盐潮风浪流同步测控系统，可以准确控制边界条件，模拟盐度初始场，测量模型参数，具有较好的同步性、实时性、可靠性等特征。（3）利用拼装式加糙条杆来对模型进行加糙，可轻便快捷地增加或减小模型局部的糙度，提高模型试验效率。（4）通过配制不同密度和不同颜色的示踪溶剂，在试验过程中投入水体，产生连续的示踪粒子，可以直观地显示密度分层和各层的流动特征。

技术指标

（1）口门盐度的控制运用盐淡水循环系统，使生潮供水的盐度稳定在30psu，误差<0.5psu。（2）运用示踪粒子，可以直观地观测咸潮的分层特征和咸界的位置，咸界为盐度0.5psu所在的位置，测量误差<5%。（3）通过原型和模型的比尺换算，将模型水位、流速、盐度、咸界换算成原型，两者误差<8%。（4）以珠江压咸补淡关键技术与实践为例，以模型试验成果为参考，选择压咸时机和压咸流量，平岗泵站的取淡时间较天然状态提高了20%以上。

应用范围及前景

适用于具有取水工程、闸泵工程的感潮河网区，可模拟咸潮运动，为水安全保障和水生态调度提供技术支持。该在广东省水利水电科学研究院、华南理工大学、武汉大学进行了推广和试用，在使用过程中能够提高咸潮模拟精度，实现了资源的循环利用，有效提高了试验效率。

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陈高峰

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