多层孔型取水口下泄水温试验研究

水库水体温度具有明显的沿深度成层分布的特点,表层水温和底层水温相差很大,有时温差值可达20℃左右。多层孔型取水口是一种典型的水库灌溉取水装置,其目的是控制灌溉用水的温度以利于作物生长。目前,缺乏对多层孔型取水口下泄水温规律的研究。本文依据某水库水温资料,通过试验直接模拟水库水温分布,改变取水口淹没深度及下泄流量,探讨下泄水温与库内水温分布、淹没深度、下泄流量之间的关系。试验结果表明,下泄水温随取水口淹没深度增大而减小,随取水流量增大而增大,下泄水温还与库内水温分布有关。本文研究成果为多层孔型取水口的设计及运行管理提供理论依据。     

糯扎渡水电站多层进水口下泄水温试验研究

糯扎渡水库为温度成层型水库,为减免下泄低温水对下游河流环境的负面影响,电站进水口拟采用多层进水口叠梁门方案.依据糯扎渡水库水温资料,试验模拟水库水温分布,在进水口按叠梁门方案运行条件下,量测下泄水温,分析下泄水温的变化规律.通过与传统的单层(底层)进水口下泄水温的对比,论证多层进水口控制下泄低温水的效果.研究成果对水电站多层进水口的设计具有重要的指导意义.     

糯扎渡水电站多层进水口下泄水温三维数值模拟

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水叠梁门方案。为较好地模拟进水口前库区复杂的地形边界,采用σ坐标系,建立了糯扎渡水电站进水口分层取水下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证。在已知库区水库水温分布的条件下,对不同的叠梁门运行方式,数值模拟了典型水平年十二个月份的下泄水温。进水口叠梁门方案分层取水对提高下泄水温有较为明显的作用,下泄水温提高的幅度,不仅取决于叠梁门的高度,还取决于水库水温垂向分布。     

大型深水库分层取水水温模型试验研究

本文采用水温物理模型,对锦屏一级水电站分层取水进行了模拟。从浮力相似准则出发,导出垂向温差换算关系,用以模拟库区水温分层流动。通过对上游来流分层加热,获得稳定的流速与水温边界,定量研究不同的运行工况下进水口下泄水温变化。研究结果表明,进水口取水运行将影响附近水温与流速场,在引水流量674m3/s情况下,影响范围可远达上游600m;在下泄水温偏低的3月～5月,进水口启用两层半叠梁门可使取水水温上升0.9℃～2.4℃,接近天然水温,以有利于下游生境恢复。     

水库水温数学模型及其应用

对标准k-ε紊流模型进行浮力修正,建立了剖面二维及三维水库水温计算的浮力流模型并采用已建漫湾水库库区实测水温资料对模型进行了检验。将检验后的模型应用于瓯江滩坑水库的水温分布预测研究中,其中采用剖面二维模型进行全库水温分布预测,并为坝前三维模型提供进口边界;采用三维模型对近坝段水流结构以及水电站下泄水温进行精确模拟,从而实现下泄水温的精确模拟。根据计算结果,分析了水库建成后下泄水温与天然水温的差异,对比了各典型年不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温的差别,为该电站取水口高程和机组运行方式的制定提供了一定的参考依据。     

水电站进水口分层取水水力特性模型试验研究北大核心CSCD

在高坝水电站工程建设快速发展的同时,电站下泄的低温水体对下游河道生态系统所造成的破坏性影响已不容忽视;在电站进水口前放置一定高度的叠梁门,使电站从水库表层取水发电,从而减轻对下游河道生态系统的"冷害"侵蚀,是目前缓解高坝水电工程建设与保护水生态环境之间矛盾的一种措施;而分层取水叠梁门的设置,将改变电站进水口的水流条件,使其相关水力特性发生变化。本文结合某大型水电站进水口分层取水水工模型试验,对各库水位条件下的叠梁门放置高度、进口漩涡特性、叠梁门上的动水压力特性、叠梁门对电站进水口段的局部水头损失及压力分布特性影响等进行了研究;另外,针对叠梁门这种薄而高的轻型结构,还进行了机组甩负荷对其产生的水击附加压力特性研究;得出了一些规律性的认识,可供采用类似分层取水设施的进水口工程参考。     

温度分层对进水口前流速分布的影响

温度成层型水库,水温分层导致密度分层,浮力会对进水口附近流场产生影响。以糯扎渡水电站进水口为对象,建立考虑水温分层的三维数学模型和视水温均一的三维数学模型,比较两种模型的进水口前流速分布,分析水温分层对进水口前流速分布的影响。考虑水温分层情况,靠近进水口断面的流速分布与水温均一的基本一致,远离进水口的断面流速分布与水温均一的不同。研究成果对进一步探讨分层取水下泄水温的形成机制具有重要意义。     

糯扎渡水电站进水口分层取水数值模拟研究

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水方案。结合糯扎渡水电站进水口两种取水方案（双层取水方案和多层取水叠梁门方案）,采用k-ε紊流模型对不同形式进水口的水力学特性进行了三维数值模拟,在进水口水头损失、流速分布以及流态等方面进行了分析和比较,从水力学方面论证了分层取水方案的可行性。数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证。     

溪洛渡水库水温时空特性研究

水温是水环境评价的重要因子,水库建设对库区水温及下泄水温的影响是工程环境评价的重要内容。以溪洛渡水库实测水温数据为基础,通过建立立面二维CE-QUAL-W2水温模型来分析水温特性,并采用基线偏离指标、相位偏移指标、极值变幅指标来评价下泄水温的变化。研究结果表明：实测垂向水温结构和已有研究成果存在一定差异,垂向水温分层存在季节性变化,3—10月垂向水温分层显著,表温层水温范围在15 ~ 23℃,厚度由50 m增加至100 m;温跃层中心海拔由520 m下移近90 m,厚度由20 m减小至10 m;滞温层水温基本维持在14 ~ 15℃,范围逐渐缩小。表温层受入流水温、入库流量影响更为显著,表层水体不存在明显温度梯度,汛期深孔泄水加速温跃层下移。溪洛渡蓄水后,下泄水温过程推迟达36天,最低水温升高近2℃,最高水温降低约1℃。溪洛渡工程建设对下泄水温的影响主要体现在升降温过程滞后（滞温效应）、最低水温升高和最高水温降低（均一化效应）。     

水库作为天然冷却池的温差异重流问题

为了节约火力发电厂的冷却用水,常利用水库等作为天然冷却池,取冷水于水库,又将热水送回水库。为了避免热水再流入取水口造成取水口水温越来越高,需研究取水口与排水口的距离、水库容量、面积大小、水深以及有关风力、风向等问题。辽宁电厂供水工程就是利用附近水库作为天然冷却池的。1956年开始筹建,为了节约投资,将回水出口设在距水库大坝230米左右的取水口下方,与取水口水平距离约470米。在设计施工前曾做了模拟试验,开始回水后于1965年4月及11月先后实测水库水温两次,     

节制闸对分水口处渠道水力响应的影响及敏感性研究

节制闸的运用是渠道运行控制的主要手段，是影响渠道水力响应的重要因素。本文以南水北调东线小运河干渠为研究对象，选取分水口处水位下降速率、水位最大降幅和水位过渡时间作为表征渠道水力响应的指标，在渠道分水口取水流量增大的情况下，研究节制闸调节对分水口处渠道水力响应的影响规律。在此基础上分析分水口处渠道水力响应对节制闸调节的敏感性，提出基于节制闸调节的渠道水力响应敏感性指标，该指标能定量的反应闸门调节幅度、节制闸与分水口间距对渠道水力响应的影响程度。研究表明，分水口处渠道水力响应对闸门调节幅度的影响较为敏感，对节制闸与分水口间距影响的敏感程度次之。     

Bakun水电站叠梁高程对下泄水流溶解氧影响数值模拟

在库温分层条件下，Bakun水电站通过设置导水叠梁来获得表面取水效果，本研究采用数值模拟手段，模拟不同叠梁高程和不同水位时坝前库区流场分布和坝前溶解氧沿水深分布，然后计算出下泄水体中溶解氧的变化过程。为叠梁高程的选取提供技术支持。     

水电站多层进水口水力特性数值模拟研究

结合糯扎渡水电站、锦屏一级水电站和光照水电站,采用k-ε紊流模型对其多层进水口水力特性进行了三维数值模拟,对进水口水头损失、流速分布以及流态等方面进行了比较研究。数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。研究结果表明,不同体型的多层进水口的水力特性差异主要取决于叠梁门墩的体型和叠梁门后进水室宽度。研究成果对多层进水口的体型设计具有指导意义。     

三峡水库动态汛限调度对气体过饱和减缓效果研究

由于三峡大坝泄洪而导致的下游河道溶解气体过饱和,对长江中游的水生态特别是鱼类将造成不利影响。为了减缓这种影响,采取一定措施减缓下游河道的气体过饱和现象十分必要。通过水库调度,尽量减少水库出库流量从而减少弃水是一种最为有效和可行的方案。本文设计了4种不同汛限水位的动态汛限调度方案,根据水库调洪计算方法,在丰、平、枯三种典型水文年型下汛期对下游气体过饱和的减缓效果进行比较,结果表明采用动态汛限调度方式可有效缓解坝下溶解气体过饱和现象。本文还对三峡动态汛限调度的可行性进行了简要分析。     

河流型深水库出流日调节诱导下的内波特征

溪洛渡水库是典型的河流型深水库，在库区水温分层的情况下，出流日调节引起温跃层内波。通过布设温度链对库区水温进行长期监测，同时建立了库区立面二维数值模型对内波进行模拟，并对库区的内波现象、形成机理和传播速度等特性进行研究。结果表明，变温层取水及出流流量波动导致取水区段变温层的厚度变化，进而形成了周期为24小时的内波；内波向上游传递，振幅在传播中衰减，模拟的波速与K-H内波理论的计算值基本吻合；出流日调节型内波对于深水层下降的速率没有显著影响。由于目前对河流型深水库内波现象的研究较少，文章有助于加深对于水库内波现象的理解，并为水库内波相关的工程应用提供分析工具和理论依据。     

抽水蓄能电站中淡水壳菜生物污损及防治

近年来抽水蓄能电站中爆发了一系列的淡水壳菜(Limnoperna fortunei,学名沼蛤)生物污损问题,严重影响电站的安全生产,引起了广泛关注。本文基于国内外沼蛤防治研究经验,结合工程实例中沼蛤的两类污损问题,分享最新的防附着涂料及生态水力学方法在抽水蓄能电站中沼蛤入侵防治方面的试验成效。针对大管径大流量的引水隧洞等结构,沼蛤污损防治可以考虑采用能够有效防止沼蛤附着,且抗侵蚀性和环保性、耐久性等多个方面的综合效果良好的衬砌材料,如SK-聚脲和SK-环氧YEC。针对小管径小流量的技术供水系统,沼蛤的防治可采用本文提出的集生物附着法、生物沉降法和湍流灭杀法于一体的综合防治装置对水流携带的幼虫进行吸附、沉降、灭杀,从而降低幼虫进入技术供水系统的风险。     

三峡水库坝下水温变化及其对鱼类产卵影响

三峡水库的运行改变了坝下河段天然水文情势,为研究三峡-葛洲坝梯级水库对中游河道水温的影响程度,应用滑动平均法、Kendall秩次相关检验和Spearman秩次相关检验分析宜昌站水温年际变化趋势,利用水库对河流水温影响的评价指标量化评价水库对宜昌站水温过程的影响程度。研究表明,由于葛洲坝水库调节库容较小,葛洲坝水库蓄水对宜昌站水温影响较小;三峡水库蓄水后,宜昌站水温波动效应明显增强,主要表现为明显的滞迟效应,均化程度呈逐年加深趋势;三峡水库蓄水改变了坝下河道原有的天然水温过程,水温的滞迟效应表明三峡水库运行导致的水温变化使中华鲟的繁殖时间推迟29天左右。此研究结果为面向生物保护的三峡水库生态调度提供科学支撑。