观景口水库水温预测影响分析
虎跳峡水库蓄水对水温的影响分析

龙源期刊网 虎跳峡水库蓄水对水温的影响分析作者:隋欣齐晔来源:《中国人口·资源与环境》2008年第01期摘要:虎跳峡坝址为金沙江流域上下游鱼类的分界处,水生生物敏感而脆弱。
科学预测水库蓄水对水温的影响,对于研究水库兴建对水生生物的影响,保护金沙江流域鱼类资源,探讨水库泄水对下游农田灌溉作物的影响具有重要意义。
综合应用多种水库水温预测模型和方法,对虎跳峡水库蓄水后对库区和下游河道水温的影响进行了预测,并分析了水库泄水对下游灌溉作物的影响。
结果表明,虎跳峡水库蓄水后库区水温比蓄水前明显升高,正常蓄水位1 950 m和2 010 m两个方案库区年均水温分别增加5.9℃和5.6℃,且6月~次年1月水温增幅较大;4~9月水库泄水水温比天然河段水温分别低3.5~6.2℃和3.3~7.1℃,两个方案都将对坝下采用干渠取水灌溉的农田作物带来一定的影响。
关键词:水温;水库蓄水;虎跳峡水库;影响预测中图分类号:TV697.21文献标识码:A文章编号:1002-2104(2008)01-0185-04坝前水温结构及泄水水温是水库运行管理和水利水电工程环境影响评价中的重要因子。
虎跳峡水电站是金沙江梯级开发和“西电东送”的战略工程,电站建设可以提高下游梯级电站的电力效益,促进当地经济的发展,从根本上改善西南、华中、华南的供电质量和可靠性。
库区石鼓虎跳峡为金沙江水系上、下江段喜冷性的高原山区复合型鱼类和喜温性的平原型鱼类的分界,该河段为典型深谷河段,水流湍急,水温偏低,水生生物栖息环境较差。
可见,研究虎跳峡水库蓄水对河道水温的影响,对于金沙江流域水生生物保护具有重要的现实意义。
然而,有关虎跳峡水电站建设对库区及下游水温影响的研究至今尚未见文献报道。
本文综合应用多种水库水温预测模型和方法,对虎跳峡水库蓄水后库区水温结构进行了预测,并分析了水库泄水的水温及其对下游灌溉作物的影响,旨在为金沙江水能资源利用和水电工程的科学管理提供依据。
水库水温数值预测方法

水库水温数值预测方法
胡平;刘毅;唐忠敏;王吉焕
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2010(041)009
【摘要】水库水温是混凝土大坝的一个重要的温度边界条件,是大坝温度应力和温度控制的重要影响因素之一.如何在水库建成前,合理地预测水库建成后的水温分布情况,是大坝设计的一个重要前提.通过对多个水库水温的调查分析及预测研究,总结出水库水温分布的基本规律和主要影响因素,主要影响因素包括:水库形状、水文气象条件、水库运行条件和水库初始蓄水条件.介绍了目前工程中预测水库水温分布的主要方法,并采用水库水温数值分析软件,对二滩水库和锦屏一级水库水温进行数值预测,结果与实测资料吻合良好.
【总页数】9页(P1045-1053)
【作者】胡平;刘毅;唐忠敏;王吉焕
【作者单位】中国水利水电科学研究院材料结构研究所,北京100038;中国水利水电科学研究院材料结构研究所,北京100038;中水顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072;二滩水力发电厂,四川攀枝花617000
【正文语种】中文
【中图分类】TV315
【相关文献】
1.洋河水库水温初步预测方法 [J], 刘向楠;远立国;伟杰
2.基于Logistic曲线的水库水温预测方法研究 [J], 孙巧丽
3.水库水温预测方法研究 [J], 张华丽;周孝德;陈朋成
4.规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究 [J], 杨梦斐;李兰;李亚农;何月萍;武见
5.松涛水库水温数值模拟研究 [J], 方晴; 马剑波; 沈文龙; 熊丝; 陆宝宏
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
林海水库垂向水温预测及对下游冷水鱼类的影响分析

or f t h e a q u a t i c e c o l o g y i mp r o v e me n t a r o u n d t h e r e s e r v o i r a n d d o wn s t r e a m r i v e r c o u r s e . Wa t e r t e mp e r a t u r e p r e d i c t i o n me t h o d i s c l a s s i i f e d i n t o t wo t y p e s , n a me l y e mp i i r c a l f o r mu l a a n d ma t h e ma t i c l a
Co l d Wa t e r Fi s h f o r Li n ha i Re s e r v o i r
W ANG We i ; YANG Zh i a n d DENG Gu o . 1 i
( 1 . H e i l o n g j i a n g P r o v i n c e A s s e s s m e n t C e n t e r f o r E n v i r o n me n t E n g i n e e r i n g , H a r b i n 1 5 0 0 0 1 , C h i n a ; 2 . H e i l o n g j i ng a P r o v i n c e
Wa t e r C o n s e va r n c y& H y d r o p o w e r I n v e s t i g a t i o n D e s i g n a n d R e s e rc a h I n s t i t u t e , H a r b i n 1 5 0 0 8 0 , C h i n a )
林海水库垂向水温预测及对下游冷水鱼类的影响分析

林海水库垂向水温预测及对下游冷水鱼类的影响分析王伟;杨子;邓国立【摘要】水库工程的建设不仅可以提高水资源利用效率,调节天然合理径流量的变化,而且还对水库的热量起到调节作用.水温预测是水利水电工程环境影响评价所需要的重要内容之一,准确模拟和预测水库的水温分布规律,并加以调控,对改善库区及下游河道的水生生态有着重大意义.水温预测方法大致可以分为两大类,即经验公式法和数学模拟法.经验公式法具有简单实用,并且需要的参数较少;数学模拟法在理论上比较严密,并且随着计算科学的发展,越来越成为研究的主要手段和方法;数学模拟方法预测软件昂贵,所需参数较多.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2013(041)007【总页数】3页(P15-17)【关键词】林海水库;垂向水温;经验公式;出库水温;冷水鱼类【作者】王伟;杨子;邓国立【作者单位】黑龙江省环境工程评估中心,哈尔滨150001;黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080;黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TV697.21;TV697.420 引言水库水文分布收到诸多因素影响,如太阳辐射、水库物理特性、入库水量和泥沙等,其水温垂向分布大致可分为3钟类型,即混合型(等温型)、稳定分层型和过渡型。
混合型水库大多为调节能力较低、水深较浅的水库,由于上、下层水体可进行充分的热量交换,年内不同时间和深度的水温分布都比较均匀,其水温变化与气温有显著的相关关系。
稳定分层水库是指库表水温差别明显,上下层水体不能进行充分的热量交换,一般水深>40 m,调节能力大的水库。
其垂向水温结构可分为3层:上层,即温变层,该层水温受环境温度影响大,随气温变化明显;中层,又称温跃层或斜温层,该层水温随着水深的增加剧烈变化,温度梯度可达1.50℃/m以上;下层,也称滞温层,该层水温基本保持均匀,年内变化很小,常年处于低温状态。
过渡型水库兼有混合型和稳定分层型特征的水库,既可以呈现很强的温跃层,上、下层水体之间也能进行充分的热量交换,年底库底温差很大。
四方井水库水温影响预测与评价

四方井水库水温影响预测与评价作者:胡西红黄影来源:《绿色科技》2017年第16期摘要:以四方井水库为例,分析了水温垂向分布,结合工程开发任务和布置剖析了发电尾水在下游河道的升温情况,对比天然水温,阐明了低温水对水生态环境的影响。
关键词:水温分层;环境影响;四方井水库中图分类号:TU697.2文献标识码:A文章编号:16749944(2017)160001021引言水库水温分层及其低温水下泄是水利水电工程建设引起的重要环境问题之一[1],因此,有必要了解水库的水温分层情况,通过工程和非工程措施来进行水库水体调节和管理,减缓水库下泄低温水对环境和生态的不利影响[2]。
2工程概况四方井水利枢纽工程位于袁河一级支流温汤河下游,坝址位于距宜春市中心城约7.0 km 处的湖田镇坪田村,坝址距温汤河入袁河河口约9.0 km,是一座以防洪、供水为主,兼顾发电等综合利用效益的大型水利枢纽工程。
水库正常蓄水位152.00 m,总库容为1.19×108 m3。
3水库垂向水温结构采用通用的库水替换次数判断水库水体水温结构类型:α= (多年平均年入库径流量) / (总库容)β=(一次洪水总流量)/(总库容)当α20时水库为混合型;101的大洪水,则洪水会破坏原有的水温结构,使其变为临时的混合型,而β经计算,该水库α值为1.39,小于10,β值为0.16,小于0.5。
根据上述判别标准,四方井水库水温结构属稳定分层型。
四方井水库正常蓄水位为152 m,供水和发电取水口高程均为120 m,即供水取水口位于正常蓄水位下32 m。
根据地形图可知,坝前水深约为42 m。
3.1垂向水温计算3.1.1计算方法根据《水利水电工程水文计算规范》(SL278-2002),垂向水温按东勘院公式进行计算:Ty= (T0-Tb) e^ (-(y/x)n) +Tb(1)n=15/m2 + m2/35(2)x=40/m+ m2/[2.37×(1+0.1m)](3)式(1)、(2)、(3)中Ty——从库水面计水深为y处的月均水温(℃);T0——库表面月平均水温;m——月份,1、2、3……、12;n、x——与m有关的参数;Tb——库底月平均水温。
安徽白莲崖水库库区水温结构及影响分析

由图 1 可以看出 , 白莲崖水库水温沿垂向逐步降低 , 垂直
水温结构大致分为三层。上层( 又称活动层 ) 于水面到水深 位
2 白莲 崖水 库 库 内水 温 结构
采用人 工方法 , 应用 D W6 5型 多路 温度巡 回监 测器 B —
水温 ( ) ℃
5 7 9 1 l l l 1 I 3 5 7 口 2 2 2 2 2 3 3 3 l 3 5 7 9 1 3 5
2m范围内, 5 受气温、 太阳辐射等因素的影响 , 年度变化较大 ;
中层 ( 又称温跃 层 ) 位于水面下水深 2 ~ 5 5 3 m范围内 , 水温随
目标 ,因此 白莲崖水库低温水下泄对下 游河 道灌溉没有影
距生鑫 放水 口的矩 离 ( m k)
图 2 0 8月减水河段水温沿程变化对 比图 2 1 1年
响, 对水生生态影响较小 。
由于白莲崖水库为年调节型水 库 ,进行 三期 的即时观
测 工作成效 有待检验 ,为 了系统 的了解 白莲 崖水 库库 内水
5 结论 和建 议
本次观 测时段内 ,白莲崖水库发 电尾水对 下游河道水 温 影响距离约 5 i,水库生态放水下泄低温水对 下游减水 k n 河 道水 温产 生影 响 ,影 响 距离 也约 5 i。根 据调查 坝下 k n 5 m、 电站下游 1k k 发 5 m内没有灌 溉取水 口和敏感生 态保护
综合利用效益 , 水库水体 水温 为稳定分层型 , 水库工程运行 中,发 电用水的温度变化给其下游地区的生态环境 等带来
了一定 的影 响。 了解 库内水温分层情况 , 能为制定影 响减缓 措施及水库运行管理提供依据 。
水利水电工程水温影响预测及技术复核要点

水利水电工程水温影响预测及技术复核要点答:水温是水利水电工程水体特性的重要参数,而水温受多种环境因子的影响,对水体特性影响很大,不仅影响到水利水电工程的设计、施工,也直接影响水库的水量及供水能力等。
因此,对水温的预测和复核是水库建设项目设计时需要量起的一环,以保证水利水电工程的质量和安全,取得理想的经济、安全、高效的运行成果。
1.水温影响因素及预测要点水温受全年气候变化影响比较大,但也受多种水文条件、水库流量、汇流源及受水原水温等因素影响。
在预测水温时要求(1)确定气候因素相关的水温计算地区的气温特点,水库所在地拟入库的气温情况;(2)考虑水库和支流水文参数以及水利控制水温的技术措施等,分析水体与地表热量传递关系,并根据情况给出水温预测方案。
2.技术复核要点(1)根据水库水量变化情况,分析水温变化规律;(2)综合采用相关数学中的模型及实测观测数据,对水温预测进行复核;(3)根据水温对水体密度及水体热力学特性的影响,对水温影响的模型及计算方法进行修正;(4)凡是有关水温干湿度间的联系,以及温度变化快慢的相关求解,都要特别注意,做出合理复核。
3.应用技术为了实现水温影响预测及技术复核,在使用相关数学模型及实测观测数据时,可以采用相应水文、气象、水资源等领域的应用技术,例如:(1)水文模型,如数值水文模型,可以分析水温与水量变化的关系;(2)气象模型,如气压、湿度、风向及强度等的模型;(3)水温模型,如数值模拟水温变化情况等;(4)水体影响系数模型,它可以根据水库特性进行水温预测,用来反映水温变化和热量传递等;(5)水力学模型,用来研究影响水温的河流、湖泊等水文系统;(6)水库操作规律模型,主要研究水库操作对水温变化的影响。
通过这些应用技术,可以精确预测水温,为水库运行提供有效指导,以保障既有水利水电工程的安全,又能在满足安全使用水位范围内获得最佳运行效果。
八泉峡水库水温预测研究

重力坝 , 最大坝 高 6 . 总库 容 2 5 9万 m , 92 m, 0 0. 9 坝址 以上控 制
流 域 面 积 6 . k 流 域平 均 坡 度 5% , 28 m , 0 o 流域 平 均 宽 度 5 m, .k 3
流域主河道长度 1. k 1 m,流域特征值 1 。特征参数参考 2 0 9 . 1 08 年《 山西省壶关县八泉峡供水工程可行性研究报告》 。
一
月平均库表水温(c ; o)
—
05的洪水 , . 则水库仍稳定分层 ;.< < 05 8 1的洪水 的影响介于二者
之间。
—
月平均库底水温(c ; o)
m —月份 。 —
密度佛汝得数法是 16 9 8年美 国 N , n等提 出用密度 佛汝 oo
得 数 作为 标 准 , 判 断 水库 分 层 特 性 的方 法 , 来 密度 佛 汝 得 数 是 惯性 力 与 密 度差 引起 的浮 力 的 比值 , : 即
m
() 5
m)
() 2
4 0
。
23 + 7 1 1 ( 0
. .
() 6
m
当a l < O时 , 为分层型 ;0  ̄ 2 , 1< < 0时 为过渡型 ;> 0时 , a2 为混 合型。对于分层性水库 , 如 1 的洪水 , 则为临时性 的混合型;<
式中 : ——水深 Y 的月平均水温 ( ; 处 ℃)
山西科技
S A X C E C N E H O O Y H N I IN EA D T C N L G S
21年 01
第 2 6卷
第 1 期
●应 用 技 术
八泉峡水库水 温预测研 究
张 胴
水库水温模拟预测中常见问题探讨

上 游 来 流 水 温 的 影 响 程 度 ,℃ 。
西藏 自治 区 雅 鲁 藏 布 江 、年 楚 河 、拉 萨 河 、尼 洋
河 、怒 江等 干支 流 的水温 一气 温相 关系 数见 表 1。从 相
关 性来 看 ,各 水 文 站 水 温 均 与 气 温 呈 高 度 相 关 关 系
(相 关 系 数 >0.8);水 温 随 气 温 的 变 化 率 平 均 为
随着水 电开 发逐 渐 向高海 拔寒 冷 地 区拓 展 ,研究 河 段
缺 乏水 温 观测 资 料 ,难 以确 定 模 拟 所 需 的 现 状 水 温 ,
但 通过 气象 相 关 、邻 近 流 域 监 测 数 据类 比等方 法 ,仍
可 得 到合理 的基 础水 温数 据 。
气 象条 件 是 影 响 天 然 水 温 变 化 的 重 要 因 素 。河
第 38卷 第 3期 2016年 5月
环 境 影 响 评 价
Environmental Impact Assessment
VO1.38.NO.3 M ay.,2016
水 库 水 温 模 拟 预 测 中 常 见 问题 探 讨
李 克 锋 ,梁瑞 峰 ,脱 友 才 ,邓 云 ,李 嘉
(四川 大 学 水 力 学 与 山 区河 流 开 发 保 护 国 家 重 点 实 验 室 ,四 川 成 都 610065)
摘 要 :针 对 影 响水 库 水 温模 拟 效 果 的 常 见 问题 ,提 出 以水 温 一气温 相 关 法确 定 缺 乏 资 料地 区的 现 状 水 温 ,对 水 库地 形 校
正 效 果 开 展 定 量 分 析 ,讨 论 了 气 温 直减 率 对 水 气 界 面 长 波 辐 射 、蒸 发 、传 导 的 影 响 程 度 ,对 比 了部 分 气 象 经 验 公 式 的 热 通 量 计 算 差 异 ,以二 维 模 型 为 例 定 性 分 析 了零 方 程 与 双 方 程 紊 流 模 式 、静 水 压 力假 定 与 完 整 垂 向动 量 方 程 的 差 异 ,提
观景口水库水温预测及影响分析

观景口水库水温预测及影响分析摘要:水库水温是表征水库热状况的基本要素,也是水利水电工程环境影响评价的一项重要因子。
本文预测了观景口水库蓄水后垂向水温分布,以及水库下泄水温与河道天然水温的差异,分析了对下泄水温对灌溉作物的影响,从工程设计、灌溉方式方面提出了对策措施。
关键词:环境影响评价水温观景口水库Abstract: Reservoir water temperature is the basic elements of heat reservoir characterization and is also an important factor of the environmental impact assessment of water conservancy and hydropower project. This paper predicts water vertical water temperature distribution of the view mouth reservoir, and the difference between reservoir water temperature and natural river water temperature and analyzes the influence of the temperature to irrigate crops. It has been from engineering design, irrigation modes of proposed countermeasures to discuss.Key words: the environmental impact assessment, water temperature, view mouth reservoir观景口水库位于重庆市巴南区长江南岸一级支流五布河上,坝址位于东泉镇上游约1.5km处。
黄石盘水库地表水环境中水温影响预测评价

— p-p— ,: (
P
): △
式 中 :N 1/ ̄c]为 等压膨 胀系数 ;p[kg/m ]为密 度 ; ℃】为 温度 ;
p,[kg/m3]、 [℃】为 参 考状 态 的密 度 和 温 度 。
2.2 模 型 范 围 及 网 格 划 分
计算网格单元在主流方 向上尺寸为 5m ̄400 m,在水深方 向
第 2期 2018年 3月
文 章 编 号 :1673—9000(2018)02—0099—03
陕 西 水 利
Shaanxi W ater Resources
No.2 March,2018
黄 石盘水 库地表 水 环境 中水 温影 响预测评 价
赵 得 瑁 (1.四川省水 利水 电勘测 设计 研究 院 ,四川 成都 610072;2.长沙理 工大 学水利 工程 学院 ,湖南 长沙 410114)
应 用 性 能进 行检 验 。
模 型中需 要率定 的参 数只 有热通 量计 算 中的太 阳辐射 表面 吸
收系数 和太阳辐射在水体中的衰减系数 卵,分别为 0.65和 O5。
2.4 取 水 方 案
取水 口设置在大坝左岸 的厂房取水坝段 内,进水 VI底板高
程 349 m,顶 高程 374.80 m,上 游 通过 交通 桥连 接 与左 岸非
上 为 0.5 113.~1 m,在 正常蓄水 位下 ,黄石盘库 区离 散为 105 ̄59
个 矩 形 网格 。
2.3 模 型 验 证
黄石盘水库 尚处设计 阶段 ,无法得到该水库实测水温资料
对所用水温数值模 型进行率定与验证。为此借用资料丰富的类
似工程紫坪铺水 电站 的现 场水 温观测资料 ,对二维水 温模 型的
水库水文环境参数的分析及预测

水库水文环境参数的分析及预测随着人口的增长和工业化程度的提高,水资源的需求也在不断增加。
为了满足人们对水资源的需求,水库成为了一种重要的水资源储备和调节手段。
而水库水文环境参数的分析及预测,可以有效地提高水库的管理和利用效率,同时减少水灾和水资源的浪费。
本文将从理论和实践两个方面,分析水库水文环境参数的分析及预测。
一、水库水文环境参数的理论分析水库的水文环境参数包括水位、流量、蓄水量、径流量等。
对这些参数进行理论分析,可以帮助我们更好地了解水库的形成和运作。
首先是水位参数的理论分析。
水库的水位高低可以反映出水库储水和调节的情况。
在水位高峰期时,水库可以调度流量,满足灌溉和发电的需求,同时也可以通过开口泄洪,减缓洪峰流量,起到防洪的作用。
因此,研究水位变化规律,对水库的管理和利用至关重要。
其次是流量参数的理论分析。
水库的流量变化与降雨量、地形等因素有着密切的关系。
对于流量的分析,可以反映出水库流域面积的大小以及流域的地貌特征,并进而确定水库的调度方案。
例如,在降雨量较大时,可以适当增加水库的蓄水量,以充分储备水资源。
而在降雨量较小时,则需要适当减少水库的蓄水量,以保证水资源的合理利用。
最后是蓄水量和径流量参数的理论分析。
蓄水量与水库淤积速度、水库调度等因素有关,而径流量则与水库流域面积、降雨量、水库周围植被覆盖等因素相关。
对于这两个参数的分析,可以反映出水库的水资源利用效率和水库的环境质量。
例如,在保证水库的灌溉、发电等需求的前提下,通过适当的管理和调度,减少水库的蓄水量和径流量,可以保护水库周围的自然环境,同时避免水库淤积和水资源的浪费。
二、水库水文环境参数的实践分析除了理论分析,水库水文环境参数的实践分析也是至关重要的。
实践分析包括数据采集、处理和模拟等步骤,可以为水库的管理和利用提供有力的保障。
数据采集是实践分析的基础,也是最关键的一步。
采集数据的方式主要包括现场观测和遥感技术。
其中,现场观测采集的数据更准确,但成本更高,而遥感技术则可以在一定程度上降低成本,并且获取更广泛的数据。
大中型水库水温预测方法研究的开题报告

大中型水库水温预测方法研究的开题报告
1.研究背景和意义
随着全球气候变化和人类活动的加剧,水库水温变化对水资源的管理和生态环境的保护具有重要意义。
因此,预测大中型水库水温变化越来越受到关注。
水库水温预测对有效地开展水库管理和生态环境保护工作具有重要意义。
因此,本研究旨在探索大中型水库水温预测方法,为水文预测和水资源管理提供科学依据。
2.研究内容和方法
(1)研究内容
本研究将重点研究大中型水库温度变化规律,分析影响水库温度变化的主要因素,并利用现有的水文数据和气象数据,建立基于统计学、人工神经网络和深度学习等方法的水库水温预测模型。
同时,结合现有的水文数据,对模型进行验证,并对模型进行优化,以提高模型预测精度和可靠性。
(2)研究方法
①数据收集:收集大中型水库的水文数据和气象数据,并进行质量检测和预处理。
②数据分析:对水库温度变化规律进行分析,探究影响水库温度变化的主要因素。
③预测模型建立:利用统计学、人工神经网络和深度学习等方法建立水库水温预测模型,并结合现有的水文数据对模型进行验证。
④模型优化:对预测模型进行优化,提高预测精度和可靠性。
3.预期成果和意义
通过本研究的开展,预计能够建立高精度、高可靠性的大中型水库水温预测模型,并为水文预测和水资源管理提供科学依据。
此外,该研究还能够探索大中型水库温度变化的规律,为水资源管理和生态环境保护提供重要参考。
最终实现预测模型的实际应用,提高水利等领域的预测和管理水平。
虎跳峡水库蓄水对水温的影响分析

.
12
个 乡镇
。
坝址 控制流域面
46
.
L1
“
J
。
虎跳 峡 水 电站
,
肼
m
,
占金 沙 江 总 流 域 面 积 的
2%
,
,
多 年平 均
是 金 沙 江 梯 级 开 发 和 西 电东 送 的战 略 工 程 电 站 建 设 可
以 提 高 下 游 梯 级 电 站 的 电力 效 益 促 进 当 地 经 济 的 发 展
…
的水 库
,
水温 判 别方 法 对 虎跳 峡 库 区 水 温 结 构 进 行 判 断 结 果 表
明 正 常 蓄水 位 为
,
跳 峡上 峡 口
,
4 km
。
,
距 石 鼓镇
’
”
一
.
44 b
。
’
。
水库库 区 位 于金 沙江
1
”
1 950
n ,1
和
2 0 10
.
m
时
.
,
a
分别为
2
2
.
18
中上 游 北 纬 2 7
收 稿 日 期 :2 0 0 7
一
03
,
一
06
,
、
作 者 简 介 :隋 欣 博 士 后 主要 研 究 方 向 为 环 境 评 价 环 境管 理 和 流 域 管 理
*
。
滇 中调 水 工 程 规 划 生 态 环 境 影 响 初 步 研 究 ( 横 向 委 托 项 目 )
。
18 5
-
维普资讯
, , 。
沙 江 中下 游 河 段 梯 级 规 划 ( 2 0 0 5 ) ) 中推 荐 的 虎 跳 峡 水 库 止 )
长沙地区湖泊水库水温变化及影响因素研究

长沙地区湖泊水库水温变化及影响因素研究作者:蒋新波杨昌智文洁施周来源:《湖南大学学报·自然科学版》2014年第09期摘要:以长沙地区用于水源热泵的湖泊水库水体作为研究对象,建立一个湖泊水体水温计算模型,通过模型求解结果与实测数据的对比,验证了模型的正确性.利用建立的水温模型研究了长沙地区的湖泊水体水温变化规律及其影响因素,计算出长沙地区湖泊水体冷凝热与取热量热承载能力,并且对冷热承载能力的影响因素进行了分析,其结果可作为以湖泊水体为热源的水源热泵系统的设计参考.关键词:湖泊水体;水温变化;影响因素;热承载中图分类号:TU205 文献标识码:AAbstract:Taking the water temperature of lakes and reservoirs as the research object, a lake water temperature calculation model was built. The correctness of the calculation model was validated by comparing the model results with measured data. The variation and influencing factors of the water temperature of lakes and reservoirs in Changsha area were studied with the model. The load capacity of heat and cool supply of lakes and reservoirs were calculated, and the influencing factors of the load capacity of the heat and cool supply were analyzed. The results can provide references for the design of water source heat pump system using lakes and reservoirs as the heat source.Key words:lake water; change rules of water temperature; influencing factor;load capacity of heat and cool supply地表水地源热泵系统由于节能与环保效益显著,近年来在国内外得到广泛的应用\[1-3\],所用的热源包括湖泊水等滞流水体、江河水、污水等\[4-7\],但由于规范与制度的缺乏导致推广呈现出很大的盲目性,部分地区造成了对地表水源系统的热污染,水温变化不仅改变水体热环境和区域气象环境,也极大改变水体的氧容量和水体有机物的构成,导致地表水生物系统一定程度的破坏,对鱼类等水体生物的养殖有重大影响[8-12],水温预测对于湖泊水库的鱼类养殖有重要的环境预警作用,因此水温预测是合理利用的前提,水温预测对于把握水环境的变化趋势和防止水环境的突变有重要意义.为了保证湖泊等地表水生物系统不被破坏,根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》GB3838-2002有关规定\[13\],江河、湖泊等具有使用功能的地面水体,人为造成的环境水温变化应限制在夏季周平均最大温升≤1 ℃,冬季周平均最大温降≤2 ℃,这说明地表水体在夏季和冬季分别存在最大受热能力和最大取热能力,本文将这两种能力分别称为冷凝热承载和取热量承载,统称为热承载能力.根据热量平衡建立水温数学模型,利用长沙地区的气象参数,研究了长沙地区的水温变化规律,计算了长沙市主要湖泊水库水体的热承载能力.1湖泊水库水体热泵系统水温模型地表水体在夏季和冬季分别存在最大受热能力和最大取热能力,本文将这两种能力分别称为冷凝热承载和取热量承载,统称为热承载能力,对水源热泵系统而言,夏季湖泊水体能够提供给水源热泵系统的最大冷量称为最大冷凝热承载,在冬季能够提供给水源热泵系统的最大热量称为最大取热量承载,在计算上等于水源热泵系统向水体排(吸)热量.1.1物理模型本次模拟主要为应用于地源热泵系统的湖泊水库水体的水温变化及热承载能力,对于湖泊水库地源热泵系统涉及的水体,本次模拟做如下假设\[14\]:1)从水体与周围环境热平衡各个因素的影响程度来看本研究假设湖泊水库水体与热泵尾水充分混合,并且不考虑其温度梯度;2)水平面符合刚盖假设,即认为在计算过程中自由水面是固定的,在其法线方向速度等于零,其切向的速度和风与水面的摩擦速度一样.假设水面对太阳辐射的反射率不随太阳高度角变化而变化;3)不考虑土壤与水体以及土壤中的物质之间的交换.湖体壁面及底面,采用无滑移的粘性条件,同时假设他们之间没有质量交换.1.2数学模型湖泊水库水体与周围环境之间的热量交换主要包括:太阳的短波辐射、水体与周围大气的长波辐射换热、与周围空气的对流热交换、水体由于蒸发而带来的散热、与接触土壤之间的传热和热泵机组的冷凝排热与冬季取热.下面描述一下水面热交换、土壤的传热及热泵机组的冷凝排热与冬季取热等数学模型.1.3气象参数的选择目前具有全年逐时气象参数的数据库主要有中国气象局气象信息中心气象资料室熊安元等与清华大学建筑技术科学系江亿等编著的《中国建筑热环境分析专用气象数据集》、张晴原和杨洪兴编著的《建筑用标准气象数据手册》、energyplus官网上可以下载的中国大部分地区与城市的气象参数、欧盟SODA项目的METEOTEST气象数据.通过数据分析与比较,4个气象数据库中的相关数据存在一定的差异,如图1所示,例如张晴原的室外气温数据平均比清华的高0.41 ℃,如图2所示,太阳的辐射平均高0.99 W/m2,但大致趋势一样,通过对长沙地区相关气候参数的测量,长沙地区的实测气候参数与《中国建筑热环境分析专用气象数据集》吻合度较高,故本次模拟大部分数据采用该数据库相关数据,部分数据根据实地测量得到.3.3太阳辐射对日平均水温变化情况以5 m水深,100 000 m2水体面积为例,模拟了太阳辐射被不同程度的云层的覆盖下水温的变化情况,水体温度的变化与太阳辐射的强度有较强的关联,如图9与图10所示.云层从0成到10成的变化,总体上夏季太阳辐射对水体温度的影响大,而冬季影响小,从长沙地区看,7,8月份影响最大,而4月份影响最小,主要原因是7,8月份在长沙地区太阳辐射比较强,而4月份为多云的月份,太阳辐射整体偏小,所以这段时间太阳辐射对水体温度的影响最小.3.4水体与环境换热构成及比例分析湖泊水库水体作为水源热泵冷热源时的换热量由3部分组成:水面与周围环境的热交换量、与接触的土壤换热量与来自热泵机组排放或吸收的冷凝热.其中水面换热量又由5部分组成:水体吸收的太阳的短波辐射、水体吸收的来自大气的长波辐射、水体自身向外辐射的长波辐射、水体由于蒸发而带来的散热量和水面与周围空气的对流热交换.以5 m水体深度为例,统计了太阳短波辐射量、长波辐射换热量(水面长波辐射量与吸收的大气长波辐射量之差)、水面蒸发换热量、水面对流换热量与土壤换热(包括池底换热量bot与壁面换热量wat)等换热量的分布情况,其换热量绝对值如图11与图12所示(即只考虑其数量,不考虑其传热方向,用以研究各个热量分布的权重即影响大小).通过对不同换热量的统计,对换热量影响最大的为太阳的短波辐射,约占总换热量的50%,其次为水体与周围环境的长波换热量,影响最小的是土壤的换热量,其中壁面土壤与水体的换热量最小,夏季与冬季分别为0.04%与0.08%,这和3.2节的分析一致,壁面换热可以忽略不计,但池底换热量百分比在冬季达到1.13%,不应忽略.随着深度的增加,太阳短波辐射量所占比例夏季上升,冬季下降,长波辐射换热量与水面对流换热量所占比例夏季下降,冬季上升,而水面蒸发换热量冬季与夏季都出现下降,同时以上下降与上升的趋势随着深度的增加而减小.4长沙地区主要湖泊水库水体热承载能力的模拟计算4.1湖泊水库热承载能力判断标准如前言中所述,根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》GB3838-2002有关规定[13],江河、湖泊等具有使用功能的地面水体,人为造成的环境水温变化应限制在夏季周平均最大温升≤1 ℃,冬季周平均最大温降≤2 ℃,本次模拟就是根据以上判断标准进行.4.2长沙地区主要湖泊水库水体热承载能力模拟结果4.2.1水体热承载能力分析通过3.1节的分析,水体越深,其水温越稳定,其热承载能力也越强.在长沙市主要湖泊水体热承载能力模拟实验中,因长沙主要的湖泊水体深度均在15 m以下,故本次研究主要针对深度在10 m以下的水体进行模拟,模拟水体面积为100 000 m2;本次模拟空调运行的夏季月份为6,7,8,9月,冬季月份为12,1,2月,空调运行时间分成工作时间运行与全天运行,即运行时间段为7:00~17:00运行与24 h运行.工作时间运行模拟主要针对各种办公建筑,对于这类建筑一般空调在上班前就需要开启,在接近下班时关闭,运行时间一般为7:00~17:00之间;全天运行模拟主要针对旅馆、酒店等公共建筑,对于这类建筑一般空调需要全天24 h运行,以满足客人全天候的需要,其模拟曲线如图13所示.通过对水体热承载与水体深度的关系的分析,热承载随着水体深度的增加而增加,全天运行模式的热承载与深度基本成正比增加,而工作时间运行方式热承载与水体深度的关系则较为复杂.工作时间运行的热承载大约是全天运行热承载的2.18倍左右,如图14所示.在模拟中发现,当深度不超过20 m时,温度的上升成为限制标准,即在满足温度上升不超过1 ℃的情况下,温度下降是不会超过2 ℃,这说明夏季的冷凝热承载将成为水体热容的瓶颈;而当深度超过20 m时,温度下降将成为限制标准,即满足温度下降是不会超过2 ℃,温度上升不超过1 ℃,温度下降2 ℃将成为判断标准,这说明冬季的取热量承载将成为水体热容的瓶颈.从3.4节水体与环境换热构成及比例分析中可以发现,相对于夏季,冬季的水面热对流通量下降,而随着深度加大,其热承载能力变大,夏季向空气中散热容易而冬季从空气中去热难造成了判定标准的轮换.从3.4节水体与环境换热构成及比例分析中可以发现,水体与周围环境的换热主要是水体与空气的接触面.当水体面积一定时,深度越大,其热承载也越大,但散热面积没有增加,所以其热承载能力不是随深度同比例增加,即其深度增加一倍,其热承载能力并非增加一倍,同时从上面的分析可知,随着深度的加大,其冬夏季的判定标准出现了轮换,故湖泊水域的热承载能力随水体深度变化比较复杂.4.2.2长沙市主要湖泊水体热承载能力模拟结果长沙市大部分湖泊水体的深度都不超过10 m,为了对长沙市地区的湖泊水体的热承载能力做出较为准确的判断,利用前面所述模型,模拟了咸嘉湖、后湖、桃子湖、施家港水上公园、鱼婆塘水库、斑马湖、跃进湖、东湖、年嘉湖、月湖、楚家湖、梅溪湖、松雅湖等湖泊进行了模拟,得到其热承载能力如表1所示.5结论与讨论本文根据热力学第一定律建立地表水源热泵水温模型,在保证地表水源热泵系统引起的夏季周平均最大温升≤1 ℃,冬季周平均最大温降≤2 ℃的前提下,模拟了长沙地区主要水体的热承载能力,可以为长沙地区的水源热泵设计提供一定的参考.通过模拟,得出以下结论:1)通过跟湖泊水体实测温度相比较,根据该模型编写的计算程序具有较高的准确性,但基于2.1节的物理模型的简化假设,考虑到在实际项目中水源热泵的冷凝热排放对于整个水体具有不均匀性,故模拟的热承载能力可能偏大,故在参考本论文进行设计时可适当减小设计容量.2)水体温度随着空气温度的变化而变化,且水温的变化滞后于气温,但水温变化的振幅小于气温,而且随着水体深度的加大,这种变化越明显.随着水体深度的增加,水体的热承载能力增加,其判定标准出现了轮换,不是正比关系,故湖泊水域的热承载能力随水体深度的变化比较复杂,他们之间的关系有待进一步研究.3)对热承载影响最大的是太阳的短波辐射和水体与周围环境的长波换热量,影响最小的是土壤的换热量.土壤总的换热量虽然很小,但对于湖泊水库这种滞留水体,不应忽视,但从3.2节分析及3.4节的热量计算可以得出,湖体壁面与水体的换热量几乎可以忽略.参考文献[1]UUR aklr, KENAL omakl, MER omakl,et al. An experimental exergetic comparison of four different heat pump systems working at same conditions: As air to air, air to water, water to water and water to air[J].Energy, 2013,58(9): 210-219.[2]BYKALACA O, EKINCI F, YILMAZ T. Experimental investigation of Seyhan River and dam lake as heat sourcesink for a heat pump[J].Energy, 2003,28(2): 157-169.[3]CHEN Xiao,ZHANG Guoqiang, PENG Jianguo, et al. The performance of an openloop lake water heat pump system in south China[J]. Applied Thermal Engineering, 2006,26(17/18):2255-2261.[4]杨卓. 污水源热泵系统的热力分析及性能评价[D]. 大连:大连理工大学能源与动力学院,2013:15-20.YANG Zhuo. The thermal analysis and performance evaluation of sewagesource heat pump system[D]. Dalian: School of Energy and Power Engineering, Dalian University of Technology,2013:15-20.(In Chinese)[5]杨振静. 污水源热泵的应用及经济性分析[D]. 济南:山东建筑大学热能工程学院,2013:23-27.YANG Zhenjing. The economy analysis of sewagesource heat pump system[D]. Jinan:Department of Thermal of Engineering , Shandong Jianzhu University, 2013:23-27.(In Chinese)[6]WANG Yong, KELVIN K L Wong,LIU Qinghua, et al. Improvement of energy efficiency for an openloop surface water source heat pump system via optimal design of waterintake[J]. Energy and Buildings, 2012,51(8): 93-100.[7]YONG Cho, RIN Yun.A raw water source heat pump airconditioning system[J].Energy and Buildings,2011,43(11): 3068-3073.[8]张国普,徐安林,周发庭,等. 地表水源热泵系统对环境影响研究进展[J]. 安徽农业科学,2012,42(4): 1712-1713.ZHANG Guopu, XU Anlin, ZHOU Fating, et al. Research progress on the environmental impact of surface water source heat pump system[J]. Journal of Anhui Agri, 2012,42(4):1712-1713. (In Chinese)[9]周健,干丽莎,刘月红,等.湖水源热泵系统尾水排放方式对水域温升分布的影响[J]. 中国给水排水,2010,26(19):54-59.ZHOU Jian, GAN Lisha, LIU Yuehong, et al. Influence of discharge modes of lake watersource heat pump tail water on temperature rise distribution in lake[J].China Water & Waste,2010,26(19):54-59. (In Chinese)[10]周健,黄向阳,刘杰. 湖水源热泵系统冷排水对浮游植物影响试验研究[J]. 土木建筑与环境工程,2010,32(1):116-119.ZHOU Jian, HUANG Xiangyang, LIU Jie. Effects of cold discharge of lake water source heat pump systems on lake phytoplankton[J]. Journal of Civil, Architectural & Environmental Engineering, 2010,32(1):116-119.(In Chinese)[11]黄向阳,周健,刘月红. 地表水源热泵系统尾水对水环境影响分析[J]. 水科学与工程技术, 2009(1):5-9.HUANG Xiangyang,ZHOU Jian, LIU Yuehong. Consequence analysis of effects on water environmentof surface water heat pumps discharges[J]. Water Sciences and Engineering Technology, 2009(1): 5-9.(In Chinese)[12]卿晓霞,张景尧,周健,等. 江水源热泵系统尾水排放试验模型的数值模拟[J]. 中南大学学报:自然科学版,2012,43(10):4148-4152.QING Xiaoxia,ZHANG Jingyao,ZHOU Jian,et al.Numerical simulation of tail water discharge test model forriver water source heat pump system[J]. Journal of Central South University:Science and Technology, 2012,43(10):4148-4152. (In Chinese)[13]GB 3838-2002 中华人民共和国地表水环境质量标准 [S]. 北京:中国环境科学出版社,2002:1-2.GB 3838-2002 The surface water environment quality standard of the people's republic ofchina[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2002:1-2.(In Chinese)[14]范亚明.湖库塘开式水源热泵的水体传热与系统性能分析[D].重庆:重庆大学城市建设与环境工程学院,2009:34-38.FAN Yamin. Study on thermal performance of lake and openloop lakesource heat pump system[D]. Chongqing: Faculty of Urban Construction and Environmental Engineering ,Chongqing University, 2009:34-38.(In Chinese)[15]赵坚,刘金祥,丁高.地表水地源热泵水温模型与水温模拟分析[J].暖通空调,2009,39(10):33-36.ZHAO Jian, LIU Jinxiang, DING Gao. Water temperature model and simulation of surface water source heat pumps [J].Heating Ventilation & Air Conditioning,2009,39(10): 33-36.(In Chinese)[16]金博士 W.水环境数学模型[M].北京:中国建筑工业出版社,1987:18-21.KINZELBACH W. Mathematical model of water environment [M].Beijing: China Architecture and Building Press, 1987: 18-21.(In Chinese)[17]陈永灿. 密云水库垂向水温模型研究[J]. 水利学报,1998(9):21-26.CHEN Yongcan. Vertical water temperature model research on Miyun reservoir[J].Journal of Hydraulic,1998(9): 21-26.(In Chinese)[18]PEZENT M C. Development and verification of a thermal model of lakes used with water source heat pumps [J]. ASHRAE Transactions, 1990, 96(1): 574-582.[19]JOHN R Hull. Dependence of ground heat loss upon solar pond size and perimeter insulation calculated and experimental results[J].Solar Energy, 1984, 33(1): 25-33.[20]JOHN R Hull. Solar pond ground heat loss to a moving water table [J].Solar Energy,1985, 33(3): 211-217.。
水利水电工程水温影响预测及技术复核要点

水利水电工程水温影响预测及技术复核要点作者:祁昌军陈凯麒曹晓红翟媛吴玲玲来源:《环境影响评价》2016年第03期摘要:水库水温预测是水利水电工程环评报告中难度较大、技术性较强的工作,开展技术复核可以从技术层面客观、公正地评价环评报告中环境影响预测部分的预测方法和评价结论。
通过分析水库水温预测存在的问题,结合水利水电工程水温影响预测研究工作及技术评估要求,依据地表水环境影响评价技术导则,同时结合水利水电工程环评及技术审查要求,提出水库水温预测及技术复核要点,并进一步提出水库水温预测研究工作的几点想法,以期为水利水电工程水温预测及技术评估提供参考。
关键词:水利水电;水温预测;技术复核;环评DOI: 10.14068/j.ceia.2016.03.001中图分类号:X820.3;X143 文献标识码:A 文章编号:2095-6444(2016)03-0001-04大深型水库水温分层及其低温水下泄是水利水电工程建设引起的重要环境问题之一,也是环境影响评价和技术审查重点关注的内容[1-2]。
水库库区水温及下泄水温预测也是水利水电工程环境影响评价报告或相关专题中技术难度较大的一项内容,其预测结论直接影响到环评报告对工程实施后影响的评价及相应环保措施设计的合理性、有效性。
从环评及技术评估实际情况来看,水库水温预测是水利水电工程环评工作中容易出现误差甚至错误的部分,该部分内容在技术评估过程中也较难准确把握。
本文基于水利水电工程水温影响预测研究工作总结,结合环境保护部环境工程评估中心技术复核要求,提出水库水温预测及技术复核要点,以期为水利水电工程水温预测及技术评估提供参考。
1 技术复核总体要求为客观、公正地评价环评报告中预测部分的预测方法和评价结论,环境保护部环境工程评估中心逐步对环评文件中预测部分内容提出技术复核的要求。
环评技术复核是指依据国家相关环境管理要求和技术导则规范,针对重点项目环评报告书中有关环境影响预测与评价部分开展的技术性复核分析的过程。
湖泊水库水温预测

数学模型法
MIT水温模型的数值方法
温度模型的差分方程
差分体系:显示体系
I
C E G S
uI,TI
水库分层与坐标, 底层为原点,
Δz 体积元
uO,T
向上为正
基准面z=0
对T/t离散化:第i层(即第i个体积单元)tj+1时刻的温度Tij+1= Tij +ΔTij+1 Tij :第i层tj时的水温; ΔTij+1:第i层在j~j+1时段间的水温变化量,可以简写为Δ T 在表层以下的某一层ΔT应等于下面4种增温之和
• 入流高程的确定
按等密度原则入流,含泥沙的洪水的密度可按下式计算
T
(1
T S
)S
式中 ρT—清水的密度,它与水温的关系为:
1 A
z
( AEm
T ) buI (TI T )
z
A
1
Cp A
Z
( A)
数学模型法
模型建立- 对垂直湍流混合作用的处理
本方程中未包含此项。因为只是在湖面温水区域,当温度 分布不稳定而引起密度分布不稳定时,才发生对流混作引 起的热迁移。 对实际计算来水,每当计算中出现这种不稳定时,即上 层的密度大于下层密度时候,就要对一定深度的水温进行 平均。
保证模型假设的辐射条件可以达
到;若太薄,则会导致不切实际
的高表面温度,从而使辐射热损
失太大。
模型中几个问题的处理
3. 水库的入流水温及入、出流垂向分布问题
本模型假设河道水流在刚刚入库的时候,首先会与入库处的一部分水量混
合,混合比可取1.0,并按混合后的水温作为入库水温TI 若具有水温TI的入库流量主要在水库中同温层的附近注入水库,假设入库
四方井水库水温影响预测与评价

四方井水库水温影响预测与评价
胡西红;黄影
【期刊名称】《绿色科技》
【年(卷),期】2017(000)018
【摘要】以四方井水库为例,分析了水温垂向分布,结合工程开发任务和布置剖析了发电尾水在下游河道的升温情况,对比天然水温,阐明了低温水对水生态环境的影响.【总页数】3页(P93-95)
【作者】胡西红;黄影
【作者单位】江西省水利规划设计研究院江西省水工结构工程技术中心,江西南昌330029;江西省环境保护科学研究院,江西南昌330039
【正文语种】中文
【中图分类】TU697.2
【相关文献】
1.井水温差的选取对井水源热泵设计方案的影响 [J], 郭其峰
2.云南下关井水位与水温变化对地震预测的意义 [J], 樊丽云;邬成栋;贾华;李璘
3.云南会泽井水位与水温相关关系及其变异的地震预测意义 [J], 张立;赵洪声;刘耀炜;付虹
4.川51井水温异常的计算机识别及发震时间预测系统 [J], 王学聚;王宝银
5.基于BP神经网络预测水电站对库表水温及鱼类活动影响
——以三峡库区宜昌站为例 [J], 姚田成;谭均军;王慧敏;李勉
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
观景口水库水温预测及影响分析
摘要:水库水温是表征水库热状况的基本要素,也是水利水电工程环境影响评价的一项重要因子。
本文预测了观景口水库蓄水后垂向水温分布,以及水库下泄水温与河道天然水温的差异,分析了对下泄水温对灌溉作物的影响,从工程设计、灌溉方式方面提出了对策措施。
关键词:环境影响评价水温观景口水库
abstract: reservoir water temperature is the basic elements of heat reservoir characterization and is also an important factor of the environmental impact assessment of water conservancy and hydropower project. this paper predicts water vertical water temperature distribution of the view mouth reservoir, and the difference between reservoir water temperature and natural river water temperature and analyzes the influence of the temperature to irrigate crops. it has been from engineering design, irrigation modes of proposed countermeasures to discuss.
key words: the environmental impact assessment, water temperature, view mouth reservoir
中图分类号:tv697.2+5 文献标识码:b 文章编号:2095-2104(2011)12-0000--00
观景口水库位于重庆市巴南区长江南岸一级支流五布河上,坝
址位于东泉镇上游约1.5km处。
五布河观景口坝址以上河道长62km,控制流域面积461km2,多年平均天然径流量2.46亿m3。
水库总库容1.42亿m3,正常蓄水位274m,死水位249m,正常蓄水位时水库面积约7.52km2。
枢纽区建筑物主要有拦河坝、下游消能防冲设施和输水取水口等组成。
挡河坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高
74.3m,放水洞高程249.0m。
水库规划灌区面积约5万亩,灌区主要种植水稻。
水库承担重庆市南岸区和巴南区城镇、灌溉和农村人畜供水任务,无下游防洪任务。
水库根据来水和季节,首先向下放生态用水,然后依次为茶园组团、城镇、农村人畜、灌溉供水,当库水位低于死水位时,停止供水。
1 水库水温结构判定
水库水温结构判别采用《水利水电工程水文计算规范》(sl278-2002)中的α-β法判别公式,有两个判别指标:
α=多年平均径流量/总库容β=一次洪水总量/总库容
当α20时水温结构为混合型。
对于分层型水库,β1时,洪水在相应时段内破坏水温分层而呈现为临时混合层。
坝址处多年平均径流量为2.46亿m3,总库容为1.42亿m3,百年一遇的三天洪量为0.8亿m3。
经计算,α=1.73,β=0.56,表明水库水温结构为分层型,入库洪水水温分层结构稍有影响,水库水温基本属于稳定型分层。
2 水库水温垂向分布预测
分层型大型水库在横向、纵向、垂向上均存在水温的不均匀性。
对于狭长型水库在正常蓄水位时,横向的月均水温差别很小;纵向上存在水温的差别,一般为沿程逐步升温;垂向上(尤其是坝前)表现为稳定的水温分层。
坝前水温分层结果直接影响水库下泄水温,而纵向的水温差别对环境的影响并不明显,因此主要对坝前垂向水温进行预测。
水库垂向水温预测采用《水利水电工程水文计算规范》(sl278-2002)中的东勘院方法,见公式(1)。
(1)
式中:ty——月均水温;ta——库表月均水温;m——月份;tb ——库底月均水温。
查表确定库表、库底水温,水库水温垂向分布预测结果见表1。
表1水库垂向水温分布预测表单位:℃
从预测结果看,库区水温垂直结构大致分为3层:12m以上为活动层,水温受气温影响,库表水温在10~29.6℃之间变动;温跃层出现在12~30m之间,以8月最为显著,水温随水深剧烈变化,水温梯度达0.6℃/m以上;滞温层位于水深30 m以下,水温变幅很小,基本与库底水温保持一致,常年维持在10.0~12.2℃之间。
3水库下泄水温与天然水温差异
根据工程设计,水库正常蓄水位274m,放水洞高程为249m,即从正常蓄水位以下25m处引水。
坝址处缺少五布河天然水温监测资
料,河道天然水温预测采用四川大学李克锋等提出的河流天然水温与气温、相对湿度、风速关系式(2)进行估算[1]。
(2)
式中:t―—天然水温;t―—月均气温;r―—相对湿度;ω―—月均风速。
根据巴南区气象资料,坝址处河道天然水温及与下泄水温温差预测见表2。
表2河道天然水温及与下泄水温比较表单位:℃
根据预测结果,4~9月水库下泄水温低于天然水温2℃以上,影响最大出现在7月份,水温下降8℃以上。
4低温水对农作物影响分析及措施
水库灌区主要作物为水稻,根据相关试验资料,水稻对水温要求见表3 [2,3,4,5]。
表3水稻各生长期对水温的要求单位:℃
水库灌区水稻主要用水期为5~8月,根据预测,河道天然水温基本满足最低水温要求,水库下泄水温不能满足最低水温要求。
水库坝下左侧灌区如果直接使用水库下泄水进行灌溉,会对水稻造成冻害影响。
解决分层型水库对农田灌溉造成的冻害问题,常用的措施包括:大坝设计考虑分层取水措施,提高下泄水温;灌区工程设计考虑宽
浅式过水断面渠道,利于渠道中水体水温上升;采用田间调温措施,在渠道适当位置修建加温池,同时充分利用田间池塘等作加温水池,待水温提高以后再进行灌溉[3,5]。
参考文献:
1..李克锋,郝红升等.利用气象因子估算天然河道水温的新公式[j]. 四川大学学报(工程科学版),2006,38(1):1~5.
2.于江海,周和平. 农业灌溉水温研究[j].现代农业科技,2008(8):123~127.
3.詹晓群,陈建,胡建军. 山口岩水库水温计算及其对下游河道水温影响分析[j]. 水资源保护,2005,21(1):29~35.
4.赵成. 水库低温水对水稻影响的初探[j].水利水电技术,2007(12):73~74.
5.门宝辉等. 冷水灌溉对水稻的不利影响及现有的防治措施[j]. 农业系统科学与综合研究,2002,18(2):146~148.
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。