八泉峡水库水温预测研究
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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
（ 西安理 工大学 西北水 资 源与环境 生态教 育部 重点 实验室 ， 陕西 西安 ， ０ ８ ７０４ ） １
（
（） １
为了快速 简易地判断水库是否分层及分层强度 ，我 国现行
的水库环境影响评价 中普遍采用两种经验公式方法 ：－ ｃ ３法和密 ， 度佛汝得数法 。 ，－ ￣３法又称 为库水交换次数法 ， － 其判别指标 为 ：
思 烨 台
）‘ ’ ｅ ＋
（） ４
ｎ ＋ ＝ 告
．
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》 。
摘 要： 水温是 水库参数 中的一项重要 因素 ， 在调查 、 分析 水库 水文特征和水库相 关断面形态的 基础上， 运用经验法分别对八泉峡水库水温分布规律进行研 究 ， 并对 不同方法的计 算结
果进行 对比分析 。结果可为八泉峡 水库的调度运行 、 农业灌溉、 渔业养 殖及 下游河道取
水提 供 依 据 ， 于水 库 管理 与环 境 评价 具有 重 要 意 义 。 对 关键词 ： 经验 法 ； 水库 ； 温 水 中 图分 类 号 ：Ｖ１４ Ｔ ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ６ ２ （０ １０ —０ ８ ０ １０ —４ ９２ １ ） １０ ９ — ２
由 于水 库 水 温 和 水 质 对 农 田灌 溉 、 业 供 水 、 活 用 水 、 工 生 下
wk.baidu.com
游 河流的水质和生态平衡 以及 库 区水 的利用 （ 养殖 、 娱乐 ） 等方 面都有重要影响 ，所以许 多国家都非常重视水库 的水温 和水质
研究工作 。
南
式中 ： 犷＿＿断面平均流速；
Ｈ － 均水深 ；
１ 水 库水 温 预 测 的经 验 法 预 测
１１ 水 库 温度 分 层 的 判 别 方 法 ．
１２ 水库 水 温预 测 的 经 验公 式 法 ．
（） １ 东勘院张大发的方法 。 该方法只需给定库底水温和库表 水温就可计算各月垂 向水温分布 ，而库底水温可 由纬度水温相
关估算 ， 库表水温 由气 温相关或纬度相关推算 。计算公式 为：
△一 ｐ
— —
水深 日上 的最大密度差 ；
参 考 密 度 （ ｇ ； ｋ／ ） ｍ
ｇ 一 重力加速度（ ／ ） ｍｓ ； 。
当 Ｆ ＜ ／－水库 为强分层 型； Ｏ１ ＜ ．， ｒ ｌｎ ＇， 当 ． ＜ｇ １ 则为弱分层型 ； ０ 当 ＞ ．， 为完 全混合型 。 １ 则 ０ 经资料查得八泉峡水库 ： 多年平均入库径流量 ２１ 万 ｍ ， １ ７ 总 库容 ２ ５９ Ｊｍ 。 ＝ ２１ １ １ ５ ＞ ０ 所以水库为过渡型。 ０ ． ７＂ ３ ９ ７ ＝ ０ ４ １ ，
ｐｏ
八泉峡水库工程位于 山西省长治市壶关县桥上乡桥上村上 游约 ４ｋ ｍ处的八道水河上。该河流属卫河流域郊沟河的一级支
流 ， 游 有 八 道 水 泉 ， 道 一 年 四 季 清 水不 断 ， 头 在 平 顺 境 内 ， 上 河 源 是 壶 关境 内具 有 较 大 供 水 意 义 的 水 源 之一 。 大 坝 拟 建 坝 型 为 砼
学 ， 读硕 士研 究 ，１０ ８ 陕西省 西安 市西安理 工大 学 ４ ９ 箱 在 ７０４， １信
・
９８ ・
张
丽： 八泉峡水库水温预测研究
时间（ ） 月 ； ｒｙ ｒ — — 水 深 Ｙ 在 时 间 为 ｔ时 的温 度 ，Ｃ （，） 处 ｒ ｃ； ｌ ｒ（ ） — 水 深 Ｙ处 的年 平 均 温 度 ， ； ｍｙ— ℃ Ａ（ ） — 水 深 Ｙ处 的温 度 年 变 幅 ， ； ｙ— ℃
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
壶关县位于山西东南部 ，地理位置在北纬 ３ ｏ １ ３ 。３之 ５５ ６ １ 一
间 。查 库 底 和 库 表 面 月 平 均 水 温 沿 纬 度 分 布 图 ， 可得 “ 泉 峡 水 八 库” 的月 平 均 表 面水 温 、 库底 水 温 和 各 月 平 均水 温 。
（） ２ 朱伯芳法。 不同深度 的库水温变化可 以近似地用余 弦函
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 ℃）
收 稿 日期 ： ０ ０ １ — ４ ２ １— ２ １
数 表 示 如下 ： ＴｙＪ ＝ （ ）Ａ（ ）ｏｗ（— ｄｓ （ ， ） ｙ ＋ ｙｃｓ ｒ — ） ｒ 式中 ： 广 水深 ； （） ７
作 者 简介 ： 张
丽 ， ，９ ６ 出生 ，０８年毕 业 于西安理 工 大 女 １８ 年 ２０
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
（ 西安理 工大学 西北水 资 源与环境 生态教 育部 重点 实验室 ， 陕西 西安 ， ０ ８ ７０４ ） １
（
（） １
为了快速 简易地判断水库是否分层及分层强度 ，我 国现行
的水库环境影响评价 中普遍采用两种经验公式方法 ：－ ｃ ３法和密 ， 度佛汝得数法 。 ，－ ￣３法又称 为库水交换次数法 ， － 其判别指标 为 ：
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）‘ ’ ｅ ＋
（） ４
ｎ ＋ ＝ 告
．
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》 。
摘 要： 水温是 水库参数 中的一项重要 因素 ， 在调查 、 分析 水库 水文特征和水库相 关断面形态的 基础上， 运用经验法分别对八泉峡水库水温分布规律进行研 究 ， 并对 不同方法的计 算结
果进行 对比分析 。结果可为八泉峡 水库的调度运行 、 农业灌溉、 渔业养 殖及 下游河道取
水提 供 依 据 ， 于水 库 管理 与环 境 评价 具有 重 要 意 义 。 对 关键词 ： 经验 法 ； 水库 ； 温 水 中 图分 类 号 ：Ｖ１４ Ｔ ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ６ ２ （０ １０ —０ ８ ０ １０ —４ ９２ １ ） １０ ９ — ２
由 于水 库 水 温 和 水 质 对 农 田灌 溉 、 业 供 水 、 活 用 水 、 工 生 下
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游 河流的水质和生态平衡 以及 库 区水 的利用 （ 养殖 、 娱乐 ） 等方 面都有重要影响 ，所以许 多国家都非常重视水库 的水温 和水质
研究工作 。
南
式中 ： 犷＿＿断面平均流速；
Ｈ － 均水深 ；
１ 水 库水 温 预 测 的经 验 法 预 测
１１ 水 库 温度 分 层 的 判 别 方 法 ．
１２ 水库 水 温预 测 的 经 验公 式 法 ．
（） １ 东勘院张大发的方法 。 该方法只需给定库底水温和库表 水温就可计算各月垂 向水温分布 ，而库底水温可 由纬度水温相
关估算 ， 库表水温 由气 温相关或纬度相关推算 。计算公式 为：
△一 ｐ
— —
水深 日上 的最大密度差 ；
参 考 密 度 （ ｇ ； ｋ／ ） ｍ
ｇ 一 重力加速度（ ／ ） ｍｓ ； 。
当 Ｆ ＜ ／－水库 为强分层 型； Ｏ１ ＜ ．， ｒ ｌｎ ＇， 当 ． ＜ｇ １ 则为弱分层型 ； ０ 当 ＞ ．， 为完 全混合型 。 １ 则 ０ 经资料查得八泉峡水库 ： 多年平均入库径流量 ２１ 万 ｍ ， １ ７ 总 库容 ２ ５９ Ｊｍ 。 ＝ ２１ １ １ ５ ＞ ０ 所以水库为过渡型。 ０ ． ７＂ ３ ９ ７ ＝ ０ ４ １ ，
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八泉峡水库工程位于 山西省长治市壶关县桥上乡桥上村上 游约 ４ｋ ｍ处的八道水河上。该河流属卫河流域郊沟河的一级支
流 ， 游 有 八 道 水 泉 ， 道 一 年 四 季 清 水不 断 ， 头 在 平 顺 境 内 ， 上 河 源 是 壶 关境 内具 有 较 大 供 水 意 义 的 水 源 之一 。 大 坝 拟 建 坝 型 为 砼
学 ， 读硕 士研 究 ，１０ ８ 陕西省 西安 市西安理 工大 学 ４ ９ 箱 在 ７０４， １信
・
９８ ・
张
丽： 八泉峡水库水温预测研究
时间（ ） 月 ； ｒｙ ｒ — — 水 深 Ｙ 在 时 间 为 ｔ时 的温 度 ，Ｃ （，） 处 ｒ ｃ； ｌ ｒ（ ） — 水 深 Ｙ处 的年 平 均 温 度 ， ； ｍｙ— ℃ Ａ（ ） — 水 深 Ｙ处 的温 度 年 变 幅 ， ； ｙ— ℃
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
壶关县位于山西东南部 ，地理位置在北纬 ３ ｏ １ ３ 。３之 ５５ ６ １ 一
间 。查 库 底 和 库 表 面 月 平 均 水 温 沿 纬 度 分 布 图 ， 可得 “ 泉 峡 水 八 库” 的月 平 均 表 面水 温 、 库底 水 温 和 各 月 平 均水 温 。
（） ２ 朱伯芳法。 不同深度 的库水温变化可 以近似地用余 弦函
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 ℃）
收 稿 日期 ： ０ ０ １ — ４ ２ １— ２ １
数 表 示 如下 ： ＴｙＪ ＝ （ ）Ａ（ ）ｏｗ（— ｄｓ （ ， ） ｙ ＋ ｙｃｓ ｒ — ） ｒ 式中 ： 广 水深 ； （） ７
作 者 简介 ： 张
丽 ， ，９ ６ 出生 ，０８年毕 业 于西安理 工 大 女 １８ 年 ２０