本实用新型提供了一种覆盖冰层的温度分层型水库模拟装置，包括一个中空的圆柱筒状的模拟水库、与模拟水库连通并向模拟水库中注水的进水箱以及一个控制模拟水库内腔温度的温度控制系统，模拟水库的内腔使用隔温板层进行分层，每个隔温板层下表面固定设置有环形冷凝器，隔温板层分隔出的每个空腔中均设置有温度传感器，温度控制系统分别控制每个环形冷凝器的温度，模拟水库内设置有可以上下移动并在每层空腔中取水样的取样管；本实用新型可根据模拟水库具体情况，更改模拟水库规格、分层水温高低，来研究水库水温分层现象对污染物迁移的影响，本装置水温分层准确，易于控制，装置安装方便，且不受季节变化的影响，具有推广应用价值。