水库水温分层结构判定方法及其应用

水温 为混 合 型 。对 于分 层 型水库 ，如 果 遇到 ＞ １的
将 出 现 临 时 混合 现 象 ； 但 如果 ／ ３ ＜ ０ ． ５时 ， 洪 水 （ １ ）水 库几 何特 征 ， 包括 库容 、 水深、 面积 、 平 均 洪水 ，
对水 库水 温 的分 布结 构没有 影 响 。
（ ２ ）Ｎ ｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度 佛汝 德数 判别 法 。
验证 ， 在 此基础 上比较 各判 定方法的优劣势 ， 为水库水温结构判定提供参考性建议 。 【 关键词 】 低 温水 一 ｐ Ｎｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度佛 汝德数 水库 宽深比 大坝 拦截 后 ， 改变 了原 有河 流 的径 流过 程 ， 对 于
雨、 蒸发 等 ；
（ ５ ）地 理位 置 ， 水库 所处 地理 纬度 不 同 ， 则 太 阳
Ｇ —— 标 准 化 的垂 向 密 度 梯 度 （ 量级为 １ ０ ． ３ ／
ｍ， 推 荐值 为 １ ０ － ７ ｍ） 。
当Ｆ ｒ ＜ Ｏ ． １时 水 库 水 温 为稳 定 分 层 型 ；当 ０ ． １ ＜
Ｆ ｒ ＜ １ ． ０时 ， 水库水温为弱分层型或混合型 ；当 Ｆ ｒ ＞
１ ． ０时水 库水 温 为完 全混 合型 。 （ ３ ）水库 宽深 比判 别法 。 水库 宽深 比判 别 法公式 为 ： Ｒ＝ Ｂ ／ Ｈ
比判 别 法 ， 它 们 实 际上 都 是 一种 公 式 加 经验 的判 别
影 响 ，这成 为水 库项 目环评 中重 点关 注 的问题 。因 方 法 。 （ １ ）参数 Ｏ ｔ — Ｂ判别 法 。 此， 本 文通过 梳 理水 温分 层结 构判 定方 法 ， 并结 合工
程 实例 ，总 结各 水温 判定 方法 在 实 际应用 中 的优劣 势 ，为水库 水 温分 层结 构判 定在 环评 中的应 用提供 参考。
０ ０万 ｍ３ 而小于 ｌ ０ ０ ０万 ｍ ； 小（ Ｉ Ｉ ） 型水 库 当 Ｈ＞ １ ５ ｍ， Ｒ＞ ３ ０时 水 库 为混 合 型 ； Ｒ＜ ３ ０时水 或 等 于 １
《 湖南水利水电） ２ ０ １ ５年第 ４期
陈 浩
（ 湖 南省水 利 水 电勘 测 设计研 究总 院 长沙市 ４ １ ０ ０ ０ ７ ）
【 摘
要】 文章对水库低 温水的影响 因素进行 了简要 阐述 ， 对 水库 水温结构 的判 定方法进行
梳理， 明晰 了判定公 式 中部分模糊 参数 的基 本概念和推 荐计算 方法 ， 并结合 实例进行 计算 和
调节 性能 较好 的水库 ， 水 体在 库 内滞 留时 间长 ， 在 重
是 多年 调节 水库 或年 调 节水库 ，有可 能形 成稳 定 的
力和 热力 作用 下 ，垂 向水 温呈 现 出分层 现象 。特 别 高 度 角 的大 小 、 昼 夜 和 四季 长 短 、 太 阳辐射 强 度 、 水 库热 量收 支及 地温 等都 不一 样 。 水 温分 层结 构 ，库底 常 年处 于低 温水 状态 。水 库水
４ 案例计 算及验 证
中 国水利 工 程 中对水 库 的级别 划 分为 ５级 ， 大、 中、 小型 水库 的等 级 是按 照库 容 大小来 划 分 的 ， 即大
（ Ｉ ） 型水库库容 大于 ｌ Ｏ亿 ｍ ； 大（ Ｉ Ｉ ） 型水 库 库 容 大
式 中
一
水库 水 面平 均宽 度 ；
温 的 分层 结 构改 变 了水库 库 区 的水 生态 环 境 ， 根 据
调查， 对 于 一些 典型 的分 层 型水库 ， 夏 季下 泄水 温较
２ Байду номын сангаас库水温 结构 的判别方法
现行 的水 库 水 温 分层 判 别 方 法 主 要 有参 数 一
３判 别 法 、 Ｎ ｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度 佛 汝 德 数 判 别 法 及 水 库 宽 深 天 然 水温 可 能低 １ ０ ℃以上 ， 从 而带 来一 系 列 低温 水 １ 影响， 如对下 游 河道 水生 生态 的影 响 ， 对农 业灌 溉 的
（ ４ ）气 象 因素 ， 如太 阳辐 射 、 气温 、 风速 风 向 、 降 式 中
ｎ一
密度 佛汝 德数 ；
作者简介 ： 陈 浩（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 男， 硕士研究生 ， 工程师 ， 从事环境保护设计工作 。
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陈
浩， ， 水库水温分层结构判定方法及其应用
Ｌ 、 日、 — — 分别 为水库长度 、 平均水深和库容 ； Ｑ — — 入库 流量 ；
（ ２ ）水 文水 力 因 素 ， 如 入 出库 流 量 、 水体流态 、
平 均 流速 等 ；
Ｎ ｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度 佛 汝 德 数判 别 公 式 为 ： Ｆ ｒ ＝ （ Ｌ Ｑ ／ ＨＶ ）
（ ｇ ｃ ， ）
（ ３ ）地 质 地貌 ， 如库 周地 形 、 库底 质 、 糙率等 ；
水 库平 均水 深 。
于 １ 亿 ｍ 而小 于 １ ０亿 ｍ ； 中型水 库 库 容 大于 或 等
于０ ． １亿 ｍ 而小于 ｌ 亿 ｍ ； 小（ Ｉ ） 型 水 库 库 容 大 于 库 容大 于 或等 于 １ Ｏ万 ｍ 。 而 小于 １ ０ ０万 ｍ 。
本 文选 取 大 中小 型各个 级别 的代 表 性水 库 作为
一 一
多生 塑焦 量
总库 容
一 二
一 总 库容
量
当ｏ ｔ ＜ ｌ Ｏ时 ， 水 库水 温 为稳 定分 层 型 ； 当１ ０ ＜ ａ ＜
２ Ｏ时 ， 水库 水 温 为 不稳 定 分 层 型 ； 当ａ ＞ ２ ０时 ， 水 库
１ 水库水温影响 因素
宽度、 库底坡 等 ；
Ｇ — — 重力 加速 度 ；
日 为水 库平 均 水 深 ，推 荐计 算 公 式 ： 日＝ 正 常 蓄 水 位时 的 库容／ 正常 蓄水 位 时的 水面 面积 。
（ ３ ）水 库 宽深 比判 别法 中参 数 的选 定 。 为水库 水 面平 均 宽度 ， 推荐 计算 公式 ： 日 ＝ 正 常 蓄水位 时 的水 面 面积／ 回水 长度 。