CN115901841A - 水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，包括：1）在演变模拟装置侧壁间隙上部设置填土层后，将演变模拟装置置于冷却实验室中，并在演变模拟装置内布设多根电线；2）当演变模拟装置在冷却实验室中放置预设时间后，逐一接通1‑13号连接线与电源开关连接点，然后合上电源开关，待电阻丝周边冰融化后，将电线拉至下测量基准点档条与冰盖底面接触后，测量上测量基准点距冰盖上表面的距离并计算冰厚：3）根据预设时间分别测量不同预设时间下，各电线处冰厚，根据各电线处冰厚绘制该填土层条件下，拱桥形冰盖形成过程中，冰盖整体形态演变示意图。该装置解决了拱桥形冰盖整体形态演变测量的难题，为冰盖研究提供了技术支撑。

Description

水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法

技术领域

本申请涉及水利水电工程技术领域，特别是一种水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法。

背景技术

随着水利水电工程逐步向高海拔、高寒地区推进，工程设计、建设和运行期间，容易遭遇高寒地区水体结冰形成冰盖的情况，冰盖一旦形成极易影响工程安全；同时冰盖融化形成的冰堆积体，还会影响河道的行洪安全等问题。

从现有文献内容来看，目前我国在水体结冰领域的基础研究仍显薄弱，尤其是冰盖生长、消融机理、冰盖形态演变特征等方面有待进一步加强研究。

从水利水电工程领域来看，如果能掌握高寒地区冬季冰盖厚度的变化情况，将有利于从安全角度准确的进行工程设计；如能充分了解冰盖消融到破碎形成冰堆积体的规律，将有利于在设计时选取对应措施及时解决碎冰引起河道堵塞的影响。

从冬季水库或河流结冰的实际情况来看，水库或河流水面失热是不均匀的，这导致水体结冰首先是从岸边开始，逐步延伸至水库中间，最后形成完整的冰盖，此时的冰盖厚度是不均匀的，横断面呈拱桥形特点。

而冰盖进入春季气温回暖后，冰盖的失热也是不均匀的，受土壤和冰的比热容以及对光能量的吸收不同，冰盖融化时先从边缘开始。

从冰盖形成至其逐渐增厚，到融化破碎至消失，这一系列过程中冰厚整体形态的演变是工程设计从安全角度需要掌握的，现有主要通过实验室物理模拟和测量来掌握不同工况下的演变特征，以指导工程师在水利水电工程设计中进行关键参数的选取。

在冰盖实验室内，物理模拟方法很多，但是针对工程安全需求的物理模拟，需要严格的边界条件控制，尤其是针对拱桥形冰盖的模拟。传统的方法是只能做到形成冰盖或消融，无法准确获取工程设计需要的多种拱桥形冰盖演变参数。

数值模拟方法也很多，但是受边界条件影响，拱桥形冰盖模拟结果误差较大。为了满足工程设计阶段的模拟需求，亟需研究设计出一套不均匀失热条件下实验室内拱桥形冰盖的模拟方法。

在实验室内物理模拟出拱桥形冰盖之后，对于拱桥形冰盖断面整体形态演变测量也是目前的难题之一。实验室内结冰实验一旦开始，是无法停止的，也不能随意破坏冰盖。

从目前的冰盖测量技术来看，大多通过多个单点冰厚测量，获取各单点冰厚数据，无法测量出整体形态时空变化。

因此，为了满足工程设计的需要，亟需研究一种能够测量拱桥形冰盖断面整体形态的测量方法。

发明内容

本申请针对现有技术中存在的：物理模拟方法无法准确获取工程设计需要的多种拱桥形冰盖演变参数；数值模拟方法模拟冰盖误差大；拱桥形冰盖断面整体形态演变无法测量；无法测量冰盖整体形态时空变化的技术问题。

本申请提供了一种水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，包括以下步骤：

1）：在演变模拟装置侧壁间隙上部设置填土层2后，将演变模拟装置置于冷却实验室中，并在演变模拟装置内布设多根电线7；

2）：当演变模拟装置在冷却实验室中放置预设时间后，逐一接通1-13号连接线15与电源开关连接点13，待电阻丝8周边冰融化后，将电线7拉至下测量基准点档条9与冰盖底面接触后，测量上测量基准点6距冰盖上表面的距离，按下式计算各电线7处的冰厚：

冰厚h （cm）=上下测量基准点之间的距离（cm）—上测量基准点距冰盖上表面的距离（cm）；

3）：根据预设时间分别测量不同预设时间下，各电线7处冰厚，根据各电线7处冰厚绘制该填土层2条件下，拱桥形冰盖形成过程中，冰盖整体形态演变示意图；

演变模拟装置包括：隔热保温箱3、储水箱4、保温隔热泡沫层1、填土层2、多个冰厚演变测量装置，储水箱4容纳设置于隔热保温箱3内；隔热保温箱3内壁与储水箱4外壁设置间隙；保温隔热泡沫层1容纳设置于间隙下部；填土层2容纳设置于间隙上部；

填土层2内按模拟环境的土壤颗粒粒径及占比进行混合填充；

冰厚演变测量装置包括：多个电阻丝8、多根电线7、上测量基准点6、下测量基准点档条9；每个冰厚演变测量装置下部通过电线7连接电源，再通过电线7连接至电源开关12；在实验需要测量的时候，每个冰厚演变测量装置的上部通过1-13号连接线15单独分别连接电源开关连接点13；电线7的上部设置上测量基准点6，下部设置下测量基准点档条9；上测量基准点6、下测量基准点档条9之间的电线7上设置电阻丝8。

优选地，包括：坠体10，坠体10设置于下测量基准点档条9下的电线7上，并垂直电线7。

优选地，电源开关12串联设置于电池11与各电线7相连接的电路上。

优选地，在演变模拟装置内边缘不均匀失热区布设间隔小于1cm的冰厚演变测量装置；在演变模拟装置内中部均匀失热区布设间隔3-5cm的冰厚演变测量装置。

优选地，填土层2内填充的土壤由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下的颗粒组合混合而成。

优选地，粒径3mm土壤颗粒占比为10%；粒径2mm土壤颗粒占比为30~35%；粒径1mm土壤颗粒占比为30~40%；粒径0.1mm以下土壤颗粒占比为15~30%。

优选地，包括：多个垂向测温监测探头5，垂向测温监测探头5沿储水箱4内侧壁纵向相互间隔设置。

优选地，演变模拟装置内水体表面失热降温至零度，水体底部温度降到4℃时，垂向水温呈逆温分布。

优选地，演变模拟装置内水体仅从上表面失热。

本申请能产生的有益效果包括：

1）本申请所提供的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，通过在隔热保温箱、储水箱间留设间隙，并在间隙下层设置保温隔热泡沫层，间隙上层设置填土层，并根据所需模拟环境的土壤颗粒粒径分布填充对应厚度的土壤颗粒，该装置在冷却实验室环境下能在储水箱内水体液面以下区域形成逆温分布，为水库拱桥形冰盖的形成提供接近不均匀失热条件下的模拟条件。

2）本申请所提供的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，解决了拱桥形冰盖整体形态演变测量的难题，为冰盖研究提供了技术支撑；该实验装置结构简单，所用仪器设备少，无特殊要求，操作方便成本低。

附图说明

图1为本申请提供的不均匀失热条件下水库拱桥形冰盖实验室模拟装置俯视示意图；

图2为本申请提供的不均匀失热条件下水库拱桥形冰盖实验室模拟装置垂向剖视示意图；

图3为本申请提供的实施例中所用垂向逆温分布图；

图4为本申请提供具体实施例中各工况下模拟所得拱桥形冰盖图；其中a）为工况1状态下模拟所得拱桥形冰盖图；b）为工况2状态下模拟所得拱桥形冰盖图；c）为工况3状态下模拟所得拱桥形冰盖图；图4中，横坐标是冰厚演变测量装置编号，纵坐标是冰厚；

图5为本申请提供实施例中拱桥形冰盖整体形态演变测量状态的装置结构示意图；

图6为本申请提供实施例中采用该装置生长8小时所得冰盖形貌演变测量结果示意图；

图7为本申请提供实施例中采用该装置生长13小时所得冰盖形貌演变测量结果示意图；

图8为本申请提供实施例中采用该装置生长27小时所得冰盖形貌演变测量结果示意图；

图9为本申请提供实施例中采用该装置生长33小时所得冰盖形貌演变测量结果示意图；

图10为本申请提供实施例中采用该装置生长39小时所得冰盖形貌演变测量结果示意图。

图例说明：

1、保温隔热泡沫层；2、填土层；3、隔热保温箱；4、储水箱；5、垂向测温监测探头；6、上测量基准点；7、电线；8、电阻丝；9、下测量基准点档条；10、坠体；11、电池；12、电源开关；13、电源开关连接点；14、直尺；15、1-13号连接线。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本申请中未详述的且并不用于解决本申请技术问题的技术手段，均按本领域公知常识进行设置，且多种公知常识设置方式均可实现。

参见图1~10，本申请提供的水库拱桥形冰盖模拟装置，包括以下步骤：

1）：在演变模拟装置侧壁间隙上部设置填土层2后，将演变模拟装置置于冷却实验室中，并在演变模拟装置内设置多根电线7；

2）：当演变模拟装置在冷却实验室中放置预设时间后，逐一接通1-13号连接线15与电源开关连接点13，待电阻丝8周边冰融化后，将电线7拉至下测量基准点档条9与冰盖底面接触后，测量上测量基准点6距冰盖上表面的距离，按下式计算各电线7处的冰厚：

冰厚h（cm）=上下测量基准点之间的距离（cm）—上测量基准点距冰盖上表面的距离（cm）；

3）：分别测量不同预设时间下，各电线7处冰厚，根据各电线7处冰厚绘制该填土层2条件下，拱桥形冰盖形成过程中，冰盖整体形态演变示意图；

演变模拟装置包括：隔热保温箱3、储水箱4、保温隔热泡沫层1、填土层2、多个冰厚演变测量装置，储水箱4容纳设置于隔热保温箱3内；隔热保温箱3内壁与储水箱4外壁设置间隙；保温隔热泡沫层1容纳设置于间隙下部；填土层2容纳设置于间隙上部；

填土层2内按模拟环境的土壤颗粒粒径及配比混合后填充；

冰厚演变测量装置包括：多个电阻丝8、多根电线7、上测量基准点6、下测量基准点档条9；多个电阻丝8、多根电线7、上测量基准点6、下测量基准点档条9；每个冰厚演变测量装置下部通过电线7连接电源，再通过电线7连接至电源开关12；在实验需要测量的时候，每个冰厚演变测量装置的上部通过1-13号连接线15单独分别连接电源开关连接点13；电线7的上部设置上测量基准点6，下部设置下测量基准点档条9；上测量基准点6、下测量基准点档条9之间的电线7上设置电阻丝8。

该方法首先通过该装置模拟得到满足冰盖形成条件的环境，在冷却实验室中形成冰盖后，通过电线7测量不同区域的冰厚，从而获得冰盖形成过程中，冰盖整体形态演变形态示意图；该装置通过在间隙下部填充保温隔热泡沫层1模拟水库下部的保温条件，同时通过间隙上部的填土层2模拟水库接近地表区域的温度场条件，为水体在储水箱4内形成冰盖提供解决真实土壤条件的环境，提高模拟结果准确性。该装置的冰厚测量可以通过直尺14等带刻度器具进行。

各电线7上的上测量基准点6均处于同一位置，便于统一测量基准点位置。

优选地，包括：坠体10，坠体10设置于下测量基准点档条9下的电线7上，并垂直电线7。通过坠体10拉直电线7后，便于提高测量准确性，避免测量时电线7处于弯曲状态。

优选地，电源开关12串联设置于电池11与各电线7相连接的电路上。

电线7可根据要测量冰盖的形貌在箱体内周向布置，为增加关键区域的测定受力，优选地，在演变模拟装置内边缘不均匀失热区布设间隔小于1cm的冰厚演变测量装置；在演变模拟装置内中部均匀失热区布设间隔3-5cm的冰厚演变测量装置。按此设置，能在不均匀失热区内获得较多测量结果，提高该区域内冰盖形貌的测量结果准确性；通过在均匀失热区减少测点数量，降低成本，减少测量劳动强度。

优选地，填土层2内填充的土壤由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下的颗粒组合混合而成。按此粒径进行填充，能提高土壤区域模拟结果的准确性。

优选地，3mm粒径土壤颗粒占比为10%；2mm粒径土壤颗粒占比为30~35%；1mm粒径土壤颗粒占比为30~40%；0.1mm以下粒径土壤颗粒占比为15~30%。按此配比设置不同粒径土壤颗粒，能较好模拟水库区域温场环境，提高模拟结果准确性。

优选地，包括：多个垂向测温监测探头5，垂向测温监测探头5沿储水箱4内侧壁纵向相互间隔设置。通过设置多个测温探头，能在验证该装置内水体随环境温度温度变化的规律，采用该装置测量后发现，演变模拟装置内水体表面失热降温至零度，水体底部温度降到4℃（4℃的水密度最大）时，垂向水温呈逆温分布。

优选地，演变模拟装置内水体仅从上表面失热。可获得可靠的模拟效果。

实施例

该方法包括以下步骤：

步骤S1：采用如图1~2所示装置，模拟不均匀失热条件下，水库拱桥形冰盖形成过程，该装置包括：隔热保温箱3、储水箱4、保温隔热泡沫层1、填土层2、多个垂向测温监测探头5，隔热保温箱3、储水箱4之间设有间隙，保温隔热泡沫层1容纳设置于间隙下部，间隙上部填充设置填土层2。多个垂向测温监测探头5沿储水箱4纵向容纳设置于储水箱4内壁，并相互间隔设置，以实现对箱体内不同深度区域的温度测量。填土层2根据模拟环境的土壤粒径分布情况，根据深度选取不同粒径的土壤颗粒并按一定的配比混合后填充于该间隙的上部区域内，以实现较好的模拟冰盖形成环境的土壤环境。

步骤S2：将该装置放置到冷却实验室内，将水倒入储水箱4中，测量记录垂向各区域的垂向测温监测探头5测量水温结果并记录。

步骤S3：形成拱桥形冰盖的关键是水面不均匀失热，而水体表面以下区域并不会向四周失热，水面不均匀失热主要是受周边不同粒径填充土壤颗粒失热性能影响，在一具体实施例中，填土层2高度设置为15cm，填土层2内设置土壤颗粒粒径分布为：3mm（占比：10%）、2mm（占比：30%）、1mm（占比：30%）、0.1mm以下（占比：30%），各粒径对应粒径土壤颗粒的占比进行混合。

根据实验工况的不同、拱桥形冰盖的特点，不同工况下在填装土的区域分别填装不同粒径的土壤，装填后效果参见图2。

步骤S4：设定好冷却实验室内的环境温度，开始实验，首先测量储水箱4内水体温度随环境温度变化情况，并统计该装置在实验室内一段时间后的各垂向测温监测探头5测温结果。

在一具体实施例中，所得结果绘制为图3初始垂向水温分布线，图3以箱体内水深为纵坐标、水温值为横坐标，根据该装置在实验室内时间分别绘制初始垂向水温线（曲线1）、2小时后垂向水温线（曲线2）、4小时后垂向水温线（曲线3）、6小时后垂向水温线（曲线4）。由图3可知，初始状态下，水体表面失热降温至零度时，垂向水温逐步形成逆温分布见（即：水体表面为零度，水体底部为接近4℃水温垂向分布状态）。由图3可知，采用该装置可实现水体仅从上表面失热，该装置所形成温度分布满足实验条件。

步骤S5：分别设置工况1~3，工况1中填土层2内填充土壤由由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下等四种按照一定配比混合组成，各粒径颗粒占比分别为10%、30%、30%、30%；工况2中填土层2土壤由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下等四种按照一定配比混合组成，各粒径颗粒占比分别为10%、30%、40%、20%；工况3中填土层2土壤由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下等四种按照一定配比混合组成，各粒径颗粒占比分别为10%、35%、40%、15%，设置完上述工况后通过步骤S1~4可以实现不同工况下拱桥形冰盖的实验室模拟，各工况1~3的模拟结果如图4a~c所示。

在本实施例中，在储水箱4内设置13个冰厚演变测量装置根据实验室储水箱4的大小来调整具体数量，储水箱4的四周属于不均匀失热区，由于拱桥形冰盖边缘厚度大，在该区域内冰厚演变测量装置的布设间隔小于1cm；中间区域属于均匀失热区，适当稀疏布设间隔约3-5cm；按此设置能在冰盖形成关键区域内增加测量点数量，更准确的模拟冰盖形成过程形态变化过程，提高模拟结果的准确性。

步骤S6：为实现对冰盖融合状态的模拟，在储水箱4内容纳设置演变模拟装置。演变模拟装置包括：多个电阻丝8、电池11、电源开关12、多根电线7、上测量基准点6、下测量基准点档条9、坠体10、直尺14、电源开关连接点13。各电线7上分别设置电阻丝8，各根电线7分别与电源开关连接点13电连接；1-13号连接线15分别与电源开关连接点13连接。电源开关12、电池11间隔设置于主电线7上，各电线7的电阻丝8两端上分别设置上测量基准点6、下测量基准点档条9、坠体10。上测量基准点6、坠体10容纳设置于储水箱4内。坠体10可使电线7拉直设置于储水箱4内。

使用时，逐一将1-13号连接线15与电源开关连接点13接通，再按下电源开关12，电阻丝8实现对冰盖局部微融后，便于电线7在冰盖内移动至下测量基准点档条9与冰盖底面抵接后，通过直尺14测量各电线7处的冰盖高度，从而模拟不同冷却时间下冰盖的形成过程中整体形态的演变过程。

该部分结构的主要功能及参数如下：

1）电阻丝8：通电后电阻丝8发热来融化电阻丝8附近的微小冰体，方便在冰盖内上下移动电线（7）测量冰盖厚度；

2）电池11：通过电线7向各电阻丝8供电；

3）电源开关12：用于控制电线7通断电；

4）电线7：一是向电阻丝8供电；二是作为测量冰盖厚度的辅助线；

5）上测量基准点6：作为上测量基准点6辅助测量该点至冰盖表面的厚度，以统一测量点位置；

6）下测量基准点档条9：用于测量时下测量基准点贴近冰盖下表面定位；

7）坠体10：用于垂向上使电线7和电阻丝8处于垂直状态，方便测量；

8）直尺14：直尺14总测量长度正好等于上、下测量基准点的长度，主要用于测量上测量基点与冰盖表面的高度。

拱桥形冰盖整体形态演变的测量装置放置于拱桥形冰盖实验室模拟装置中，随着实验的开始，可以实时测量拱桥形冰盖整体生长过程中的形态演变。

测量方法：实验从开始进行到预设时间点时，冰盖形成并具有厚度后，连接图5中电源开关连接点13与1-13号连接线15的第一个连接线接通，合上电源开关12，待1号演变模拟装置上的电阻丝8通电约2秒后，该电阻丝8周边冰盖融化至能够拉动1号演变模拟装置后，迅速断开电源开关12，提起1号演变模拟装置至下测量基准点档条9抵接冰盖下表面后，用直尺14测量上测量基准点6至冰盖上表面的距离，并计算该点的冰厚h，然后将1号演变模拟装置放回原位。

冰厚h（cm）=上下测量基准点之间的距离（cm）—上测量基准点距冰盖上表面的距离（cm）

为了避免引起误差，且不能拉断电阻丝8，电阻丝8直径为1~2mm。

2号-13号演变模拟装置均与1号演变模拟装置的测量方法相同操作，并通电相同时间。通过此方法可测量得到不同时间点冰盖整体形态数据。具体实施例中，分别测量拱桥形冰盖实验室模拟装置处于冷却实验室内8小时、13小时、27小时、33小时、39小时下，所得冰盖各电阻丝8通电1~2s后，便于拉动电线7，以测量在冷却实验室不同时间下，冰盖的形成形态演变情况。

在一具体实施例中所得冰盖生长形貌图，所得结果如图6、图7、图8、图9、图10所示，横坐标为各演变模拟装置编号，纵坐标为各演变模拟装置通电1~2s后该冰盖厚度h。本申请提供方法及其测量装置可较好的模拟不同厚度冰盖的生长过程，模拟结果与理论形貌近似。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）：在演变模拟装置侧壁间隙上部设置填土层（2）后，将演变模拟装置置于冷却实验室中，并在演变模拟装置内布设多根电线（7）；

2）：当演变模拟装置在冷却实验室中放置预设时间后，逐一接通1-13号连接线（15）与电源开关连接点（13），待电阻丝（8）周边冰融化后，将电线（7）拉至下测量基准点档条（9）与冰盖底面接触后，测量上测量基准点（6）距冰盖上表面的距离，按下式计算各电线（7）处的冰厚：

冰厚h=上下测量基准点之间的距离—上测量基准点距冰盖上表面的距离；

3）：根据预设时间分别测量不同预设时间下，各电线（7）处冰厚，根据各电线（7）处冰厚绘制该填土层（2）条件下，拱桥形冰盖形成过程中，冰盖整体形态演变示意图；

演变模拟装置包括：隔热保温箱（3）、储水箱（4）、保温隔热泡沫层（1）、填土层（2）、多个冰厚演变测量装置，储水箱（4）容纳设置于隔热保温箱（3）内；隔热保温箱（3）内壁与储水箱（4）外壁设置间隙；保温隔热泡沫层（1）容纳设置于间隙下部；填土层（2）容纳设置于间隙上部；

填土层（2）内按模拟环境的土壤颗粒粒径及占比进行混合填充；

冰厚演变测量装置包括：多个电阻丝（8）、多根电线（7）、上测量基准点（6）、下测量基准点档条（9）；每个冰厚演变测量装置下部通过电线（7）连接电源，再通过电线（7）连接至电源开关（12）；在实验需要测量的时候，每个冰厚演变测量装置的上部通过1-13号连接线（15）单独分别连接电源开关连接点（13）；电线（7）的上部设置上测量基准点（6），下部设置下测量基准点档条（9）；上测量基准点（6）、下测量基准点档条（9）之间的电线（7）上设置电阻丝（8）。

2.根据权利要求1所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，包括：坠体（10），坠体（10）设置于下测量基准点档条（9）下的电线（7）上，并垂直电线（7）。

3.根据权利要求1所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，电源开关（12）串联设置于电池（11）与各电线（7）相连接的电路上。

4.根据权利要求1所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，在演变模拟装置内边缘不均匀失热区布设间隔小于1cm的冰厚演变测量装置；在演变模拟装置内中部均匀失热区布设间隔3-5cm的冰厚演变测量装置。

5.根据权利要求1所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，填土层（2）内填充的土壤由颗粒粒径为3mm、2mm、1mm、0.1mm以下的颗粒组合混合而成。

6.根据权利要求5所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，粒径3mm土壤颗粒占比为10%；粒径2mm土壤颗粒占比为30~35%；粒径1mm土壤颗粒占比为30~40%；粒径0.1mm以下土壤颗粒占比为15~30%。

7.根据权利要求1所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，包括：多个垂向测温监测探头（5），垂向测温监测探头（5）沿储水箱（4）内侧壁纵向相互间隔设置。

8.根据权利要求7所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，演变模拟装置内水体表面失热降温至零度，水体底部温度降到4℃时，垂向水温呈逆温分布。

9.根据权利要求8所述的水库拱桥形冰盖形成模拟及整体形态演变测量方法，其特征在于，演变模拟装置内水体仅从上表面失热。

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