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原文传递一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置和方法

专利名称：	一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置和方法
摘要：	本发明涉及一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置和方法，包括：上游水箱和下游回水池，上游水箱和下游回水池之间连接非金属的水槽，水槽中依次排列加冰器、至少两个放置雷达的测量平台、透水式档冰板；测量平台包括：与水面平行且能够上下移动的雷达平台，雷达平台正下方设有水平的能够升降的纱网。本发明通过对冰塞冰坝河段的水动力学条件、河床边界条件和上游来冰等条件在实验室中建立模拟流冰实验的快速物理仿真，在两小时内提供相应的冰塞冰坝和冰下水体介电常数等基础数据，供无人机进行现场测量后的冰塞冰坝的厚度计算，用于快速的做出处理冰塞冰坝的决断，以尽量减少冰塞冰坝所造成的灾害损失。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国水利水电科学研究院
发明人：	付辉;郭新蕾;王涛;郭永鑫;李甲振;路锦枝;熊麒麟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910534750.X
公开号：	CN110146551A
代理机构：	北京国林贸知识产权代理有限公司
代理人：	李富华;李桂玲
分类号：	G01N27/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号D座4层401
主权项：	1.一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置，包括：能够控制实验水槽流量的上游水箱和能够将水量回馈至上游水箱的下游回水池，所述的上游水箱和下游回水池之间连接非金属的水槽，其特征在于，所述的水槽中依次排列加冰器、至少两个放置雷达的测量平台、透水式档冰板、控制实验水槽水位的尾门；所述的测量平台包括：与水面平行且能够上下移动的雷达平台，所述的雷达平台正下方设有水平的能够升降的纱网。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的下游回水池中还设有泥沙搅拌器。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的水槽的底部铺设泥沙或者卵石或者泥沙和卵石的混合体。 4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的透水式档冰板是孔板。 5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的孔板上的开孔面积占总面积的比例为40%~60%。 6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的孔板上的孔是方孔或圆孔。 7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的方孔的边长或圆孔的直径为所加入冰体平均粒径的0.8倍。 8.根据权利要求1-7之一所述的装置，其特征在于，所述的雷达平台为矩形的平板，所述的平板与向上延伸的升降螺杆固定连接，所述的升降螺杆与通过固定螺母与跨在水槽两侧帮板上的桁架连接，所述平板的四角设有竖直向水下延伸的导轨，所述的导轨上设有沿导轨长方向延伸的卡槽，两根相对的导轨卡槽内嵌入能够沿卡槽上下滑动的滑动控制杆，所述的滑动控制杆与纱网连接。 9.根据权利要求8所述所述的装置，其特征在于，所述的导轨的截面形状为圆弧形。 10.一种使用权利要求9所述装置的冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：步骤1，确定模拟环境：通过历史水文数据，明确出现冰塞冰坝河段的具体情况，包括：河道的水动力学条件、河床情况，水体含沙情况；步骤2，设置水槽：根据河床情况设置水槽，如为多沙河道则在水槽底部铺设泥沙，并启用泥沙搅拌器以模拟泥沙在水中的输移，如为卵石河床则在水槽底部铺设卵石，以模拟河床形态和阻力特性；步骤3，布置测量平台：将多组测量平台并置在水槽中；步骤4，设置水动力条件：根据冰塞冰坝河段当地的水文数据控制水槽中的水位和流量，以模拟河道的水动力学条件；步骤5，加冰：通过加冰机将真冰由上游加入水槽，模拟冰塞冰坝的形成过程；步骤6，移动纱网：通过滑动控制杆移动底部纱网，使得冰塞冰坝的底部较为平整，以便冰塞冰坝厚度的测量，并记录水深H；步骤7，测量：开启测量平台上的雷达，记录雷达的回波时间t；步骤8，计算：利用公式计算并标定出冰塞冰坝和冰下水体介电常数ε：其中：c为电磁波在真空中的传播速度。
所属类别：	发明专利