分层型水库垂向水温分布模型解析解研究

分层型水库垂向水温计算常采用垂向水温分布模型的数值解法或经验公式法,数值解法计算工作量较大,经验公式法简便但不能随便移植使用。在Huber和Harleman建立的垂向一维水库水温模型的基础上,简化模型结构和部分参数,推导出垂向一维水库水温分布模型解析解,并用二滩水库的实测水温资料验证了解析解,得到了较好的效果。提出的垂向一维水库水温分布模型解析解法可用于深水型水库垂向水温分布预测。     

考虑淤沙影响的高拱坝水库水温数值分析

本文考虑高拱坝水库淤沙的影响,采用热流耦合方法对水库立面二维水温数学模型进行数值分析,探讨高拱坝水库水温的分布规律。在此基础之上,分析了水库水温分层的形成过程及原因,并重点探讨了淤沙对高拱坝水库水温以及运行期应力的影响,对比分析了水温的规范算法、实测值和本文数值计算方法之间的差别,并对规范的水库水温计算方法进行了评价。二滩水库的数值计算结果表明,在1 060m高程以下,考虑淤沙的影响更接近实测的水温结果,而按照规范方法计算的水库水温边界条件,具有较大的安全裕度。     

狭长型水库蓄水至初期运行阶段水温演化规律研究

高拱坝建成后,上游将形成典型的狭长河道型水库,水库水温分层变化规律与大坝结构安全密切相关,对其进行跟踪反馈研究具有重要意义。本文基于溪洛渡水库近4年的水库水温及相关监测资料,同时考虑水库的实际地形信息、气象资料、水文资料和调度资料,引入CE-QUAL-W2模型,实现了水库从开始蓄水到初期运行阶段的水库水温模拟,计算结果与实测数据吻合良好,验证了水动力模型CE-QUAL-W2的适用性。研究结果表明,由于溪洛渡水库河道狭长且水深较深的特殊性,水库在初期蓄水成库过程中,水温一直与河水温度基本相同,水库蓄水接近正常水位后,将逐渐形成4个明显的区域：水位变动区、温度不稳定区、温度过渡区和温度相对稳定区,不同区域水温随季节变化的特性不同。其中,库底温度基本保持稳定,过渡区温度也相对稳定,主要受低温季节来水温度影响。研究结论可为类似高拱坝工程结构设计考虑温度荷载时提供参考。     

年径流变差系数CVR经验公式及其参数的地理综合

在涉水工程设计初期,需要对涉水工程的设计年径流进行分析计算,以确定工程不同保证率的正常年来水量,从而指导工程运行管理过程中的兴利调节。而设计年径流分析计算的核心就是计算设计流域年径流3个统计参数,即:年径流均值、变差系数和偏态系数。对于有实测资料的设计流域来讲,上述3个统计参数可通过对实测资料进行频率分析计算确定。对于无实测资料的设计流域,一般通过经验公式求得。现介绍了山西省无资料地区设计年径流变差系数CVR经验公式形成过程以及参数的地理综合。引入了流域气候特点和下垫面条件对CVR经验公式中各种参数的影响,提出了不同水文分区参数的综合结果。并通过对已有实测资料的水文站点进行演算,对误差进行了分析对比,从误差统计结果看,年径流变差系数CVR经验公式以及参数其计算精度能满足无资料地区设计年径流变差系数的求算。     

考虑淤沙影响的高拱坝水库水温数值分析及应用

高拱坝的水库水温分布对坝体的稳定温度场和封拱温度有重要影响，研究水库水温的分布规律对于拱坝温度荷载的确定和坝体设计有着重要的意义。本文考虑高拱坝水库淤沙的影响，采用热流耦合方法对水库立面二维水温数学模型进行了数值分析，对高拱坝水库水温的分布规律做了一定的探讨，在此基础之上分析了水库水温分层的形成过程及原因，并重点探讨了淤沙对高拱坝水库水温以及运行期应力的影响，对比分析了水温的规范算法、实测值、本文数值计算方法之间的差别，并对规范的水库水温计算方法进行了评价。     

无资料地区设计年径流偏态系数经验公式建立

本文通过对山西省实测年径流系列资料的分析,提出了无资料地区设计年径流偏态系数Cs经验公式的建立以及参数的地理综合。揭示了设计年径流频率分析计算中年径流倍比值Cs/Cv与设计流域基流比重的相关关系。并通过对已有的实测资料的水文站点进行演算,对误差进行了分析统计,从误差统计结果看,年径流偏态系数Cs经验公式以及参数其计算精度能满足无资料地区设计年径流偏态系数的求算。     

水库水温数值模拟探索

水库重金属铁、锰污染与水体温度变化紧密相关。本文应用CE-QUAL—W2模型,采用王圈水库2011年实测水温、气象、水文等资料,对水库水位、表层及垂向温度结构变化进行了模拟。结果表明：模拟水库水位误差平均值仅为0．021m,模拟水温与实测值吻合较好,垂向温度变化符合规律。     

规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究

水库水温经验预测方法因简便易行在水电项目环境评价中被广泛采用。针对我国水电规范推荐的水库水温经验预测方法(东勘院法,朱伯芳法,统计法)进行比选研究,并通过多个水库实际监测资料进行3种方法的误差分析,所得出结论可供相关部门参考使用。     

汤河水库千年一遇洪水复核计算

汤河水库上游无国家或省级设立的水文站,缺乏实测流量资料。本文利用鹤壁雨量站45a最大24h雨量资料进行频率计算,采用设计洪峰流量经验公式法和小汇水面积设计洪峰流量法两种计算方法进行比较,复核汤河水库千年一遇洪水最大入库洪峰流量,以对汤河水库防汛和科学调度进行有益探讨。     

黑河黄藏寺水利枢纽工程泥沙研究

利用干支流祁连、扎马什克、黄藏寺、莺落峡等水文站实测资料,分析了黄藏寺水利枢纽所在流域具有的水量年际变化小、沙量年际变化大、水沙年内分配不均、沙量主要来自洪水期等水沙特性。采用输沙模数计算年入库悬移质沙量为169.7万t;采用推悬比法和经验公式法对比分析计算,推荐年入库推移质沙量为33.9万t。在1968—2012年实测入库水沙资料的基础上,再利用5 a滑动计算从中选取5 a水沙系列组成50 a水沙系列。采用一维水文水动力学泥沙冲淤计算模型进行计算,水库计算期排沙比为22.6%,50 a共淤积泥沙0.628亿m~3,最大日出库含沙量为6.84 kg/m~3。水库淤积形态为三角洲淤积,坝前淤积高程为2 557 m。     

水库水温模型初步研究

一、前言水库水温变化规律的定量化分析是水库水温研究的重要工作之一,已为许多部门列为研究课题。自1972年Haben和Harleman建立起一个较完整的水库水温模型以来,这一研究在国外获得了很大的进展,提出了许多更加完善的模型,如日本安白模型。国内已较成功地利用经验公式进行长时段平均水温计算。从模型的构造和应用结果表明,日本安白模型是一种较好的模型。本文就安白模型不足之处进行一些修正,从而建     

水泵水轮机比转速与空化系数统计分析

在抽水蓄能电站建设前期阶段,通常会根据经验公式计算确定机电设备的关键参数。为了保证新建电站的先进性及经济性,经验公式的先进性尤为重要。基于此,统计了近20a已建及拟建的48座抽水蓄能电站数据,运用最小二乘法进行数据拟合,得到了关键参数比转速及空化系数的新经验公式,并对比分析了新、旧经验公式应用于所有电站数据和已投产电站数据的误差平方和。结果表明:采用新公式计算的48个样本电站的水轮机工况比转速、水泵工况比转速、空化系数3个参数所得的最小误差平方和比误差最小的现行经验公式误差低75%、8%、77%;采用新公式计算已投产电站的误差平方和比误差最小的现行经验公式误差低70%、4%、66%。以仙居电站为例,对预估参数的可靠性进行了对比,证实了拟合新公式的准确性最高,应用于已建电站的误差更小,表明在抽水蓄能电站前期建设阶段使用新拟合的公式预估机电关键参数更为合适。     

青山垅水库设计洪水复核

本文根据我省青山垅水库建库后的实测洪水资料，对设计洪水进行了重新分析计算，对大坝高程进行了复核，分析认为，由于水库设计时的条件和资料限制，原设计洪水采用地区综合法推求，误差较大，本文采用实测资料进行分析计算，校核洪水水位比原成果高出1．99m。     

一种常用水库水温计算经验公式的改进研究

东勘院法是在总结新安江、新丰江等水库水温分布规律基础上,经统计分析得出的常用于计算水库垂向月均水温的经验公式。该方法用于计算其他区域不同类型水库水温时,存在一定的偏差:一是1~3月垂向水温存在不合理的温跃层;二是对于水深大于40 m的水库,总是出现一个滞温层,温跃层和滞温层的交界面基本分布在水深40 m左右。为减小计算偏差,本研究通过分析东勘院法主要参数n、x取值对计算结果的影响,对参数n、x的取值进行了优化改进。通过国内多个水库水温资料验证,表明:改进后的东勘院法可明显提高水温预测精度。     

高含沙地区中小水库泥沙淤积预估模型的应用研究

对高含沙地区中小水库的淤积发展提出了一个数学预估模型,通过对解放沟水库的实测淤积资料与模型的淤积计算对比分析,该模型基本上能够反映该水库的泥沙变化规律,也为水库管理单位预估泥沙发展提供了一种新的数学计算方法。影响数学模型的因素采用K、b、c三个综合参数表示,参数确定后,淤积面积主要是与相对水深的关系,经过计算,解放沟水库的实际淤积量与计算淤积量的误差范围在6%左右,基本上能够反映水库今后的淤积变化。     

黄河下游淤积物初期干密度观测与分析

收集了位山水库、东平湖和1983年熊贵枢等实测淤积物干密度资料共509个，并进行了泥沙颗粒级配分析。据此对美国垦务局公式、韩其为公式和三门峡潼关以上库区经验公式进行了检验，结果表明：三门峡潼关以上库区经验公式计算值与实测值相关方程为y=1.0725x，即计算值较实测值偏小7．25％；美国垦务局公式、韩其为公式计算值突出系统偏小。1958－1997年汛前、汛末两次实测深槽床沙质总计1750个断面次，并计算了各区段的各年汛前、汛的平均干密度。统计1982－1991年实测15个断面77个测点的滩地淤积物平均干密度为1.39t/m^3，用三门峡潼关以上库区经验公式计算平均值为1.30t/m^3，较实测值偏小6．5％，与回归方程偏小7．25％大体一致。相应深槽床沙质用三门峡潼关以上库区经验公式计算的干密度为1.55t/m^3，按偏小6．5％改正则为1.65t/m^3。床沙质干密度较滩地干密度偏大15．8％。按滩槽比7：3计算区段历年平均干密度，花园口以上或铁谢－花园口段为1.54t/m^3，花园口－－高村段为1.51t/m^3，花园口－－艾山段，艾山－利津段均为1.47t/m^3，利津以下为1.43t/m^3。     

水库立面二维水质模型研究

针对大型深水库水质要素分布呈现明显分层效应的特点,建立了适用于大型深水库的立面二维非稳态水温水质耦合模型。采用二滩鱤鱼河支库实测水温水质资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因。分析结果表明,所建模型可以用于对大型深水库库区水温及TP、TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型深水库修建的环境影响评价提供依据。     

二龙滩水库工程的修建对当地灌溉水温的影响

本文分析了二龙滩水库水温结构,采用水库垂向水温计算经验公式对水库水温进行了预测,结合水库高程~面积、库容、平均水深分析了预测结果,并绘制了垂向水温分布图。最后结合主要农作物生育期温度指标,对灌溉用水抽取、输送过程中水温对农作物的影响进行了预测和分析。     

水库坝前水温统计分析

水库坝前水温是确定混凝土坝体温度场的一个最重要的边界条件，由于受坝址区的气候条件，水库的特征（库容、水深等）、水库运行方式等因素影响。水库坝前水温的分布非常复杂，本文以国内外２６个已建工程的坝址气温和坝前水温的多年实测资料为基础，建立了水库水温统计分析的数学模型。坝前水温随时间的变化用余弦函数表示，水温沿水深的分布用指数曲线表示，根据对各工程实测资料的统计分析结果，提出了一套简明实用的计算水库坝前     

混凝土拱坝三维有限元非线性分析与应用

本文用三维有限中元法对混凝土拱坝进行非线性计算,计算中分别考虑了坝体、接缝和基岩材料非线性模型。以单元高斯点的应力值确定坝体开裂范围,同时采用压扁的坝体单元来模拟接缝和夹层。用交替迭代法和扩大初应力结点荷载的方法来求解非线性结点平衡方程组,从而提高收敛速度并缩短计算时间。用本文介绍的程序进行的马岭头水库周边缝拱坝的非线性计算,其结果与实测资料较相符。