一种潜流交换通量测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潜流交换通量测量方法及装置，首先在河床上制造确定的垂向交换速度，配合人工热源在潜流带内制造周期性的温度变化，记录不同时刻不同河床深度的温度，进而对热运移方程进行参数反演得到准确的河床水沙混合物热特征；再基于已知的河床水沙混合物热特征，再次通过参数反演得到自由流动状态下河床区域准确的交换速度，进而得到潜流交换通量。本发明专利技术可以准确地测量出河床水沙混合物的热特征，从而大幅度提高潜流交换通量测量结果地准确性。此外，本发明专利技术使用人工热源人为制造周期性的温度变化，摆脱了传统温度示踪方法对昼夜温差变化的依赖，从而显著缩短了单次测量时间，并可测量潜流交换通量在一段时间内的变化趋势。本发明专利技术结构简单、便捷，在河流生态水文学野外实验领域应用前景十分广阔。学野外实验领域应用前景十分广阔。学野外实验领域应用前景十分广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种潜流交换通量测量方法及装置


[0001]本专利技术属于研究河道底部河床上潜流交换的
，具体涉及一种潜流交换通量测量方法及装置。

技术介绍

[0002]河流河床区域由于河床起伏等因素引起的小尺度地表水
‑
地下水交互过程被称为潜流交换，而河流地表水与地下水交互混合的区域，被称为潜流带。潜流带内地表水与地下水交互的特殊环境，造就了独特的物理、化学及生物梯度条件，因此潜流带内生物地球化学过程反应速率远高于周围区域，是整个河流系统内生物地球化学循环的热点区，在整个河流生态系统中发挥着重要作用。在进行潜流交换相关研究中，潜流交换通量(潜流带水沙界面处的地表水
‑
地下水交换量)是衡量河床潜流交换强度的重要指标，准确测量河床潜流交换通量对进一步开展河床地表水
‑
地下水交互以及河流生态功能等方面的研究具有非常重要的价值。
[0003]考虑到天然条件下地下水
‑
地下水动态过程的复杂性与河床沉积层结构的异质性，河床潜流交换通量的测量存在一定难度，现有的潜流交换通量测量方法主要包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种潜流交换通量测量方法，其特征在于：针对目标河床研究区域，执行以下步骤，获得目标河床研究区域中预设位置的潜流交换垂向流速：步骤A：针对目标河床研究区域的预设位置，基于周期性温度变化下，采集预设各河床深度位置实时的潜流带内温度，执行步骤B；步骤B：基于预设各河床深度位置实时的潜流带内温度，结合预设位置的潜流交换垂向流速设定值，对如下公式进行参数反演，获得预设位置的导热系数λ
e
、以及潜流带内水沙混合物的综合体积热容ρC，执行步骤C：步骤C：基于预设各河床深度位置实时的潜流带内温度、预设位置的导热系数λ
e
、以及潜流带内水沙混合物的综合体积热容ρC，结合如下公式一维热运移公式，进行参数反演，获得目标河床研究区域中预设位置的潜流交换垂向流速q；式中，λ
e
为导热系数；ρC为潜流带内水沙混合物的综合体积热容；T为潜流带内温度；z为河床深度；q为垂向流速，即潜流交换垂向速度；ρ
w
C
w
为水的体积热容；t为时间。2.根据权利要求1所述一种潜流交换通量测量方法，其特征在于：基于目标河床研究区域中预设位置的潜流交换垂向流速，结合目标河床研究区域的面积，获得目标河床研究区域的潜流交换通量。3.根据权利要求1所述一种潜流交换通量测量方法，其特征在于：针对目标河床研究区域中预设位置，在预设时长段内，基于预设时间间隔，执行步骤A
‑
C，获得各时间分别对应的潜流交换垂向流速，进而获得目标河床研究区域中预设位置在预设时长段内潜流交换垂向流速的变化趋势。4.一种应用于权利要求1
‑
3任意一项所述一种潜流交换通量测量装置，其特征在于：包括测温装置、主控装置、可调流速装置，针对目标河床研究区域的预设位置，可调流速装置用于设定预设位置的潜流交换垂向流速，并获得预设位置的潜流交换垂向流速设定值；基于周期性温度变化下，测温装置采集预设各河床深度位置实时的潜流带内温度；主控装置接收测温装置采集的预设各河...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁丽君，邵鹏宇，闫龙，张珂，王晟，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：