生态水力学法在河段最小生态需水量计算中的应用

以雅砻江锦屏二级水电站建成后造成坝后119 km的减水河段为例,用生态水力学法计算了减水河道最小生态流量,得出为满足减水河段鱼类的生存及繁衍,枯水季节猫猫滩闸址处必须保证下泄45 m3/s流量,在该流量下,锦屏二级水电站减水河段中95%左右河段水深、流速、水面宽、湿周率、过水断面面积、水面面积等水力因子可满足河道内鱼类的生存繁衍;水温的变化不会影响河道内鱼类的产卵;鱼类适应的缓流、急流、浅滩、深潭等水力形态的位置发生变化,数量保持不变。总的来说,水生生物的生物量将随着河道流量的减小而减少,但种群数量将保持不变。该实例为生态水力学法计算河道最小生态需水量做了一些探索性的研究工作。     

水力翻板闸门流量系数的试验研究

在对水力翻板闸门过流时闸门对水流的阻挡作用进行分析的基础上,本文建立了水力翻板闸门流量系数mf与闸门处相对过流面积及过流系数d之间的关系式,提出了一种利用水力翻板闸门过流系数d估算闸门流量的新公式.并利用模型试验中的实测数据对新公式进行了验证.研究成果可用于水力翻板闸门的流量估算,为翻板闸门的设计和运行提供科学依据.     

水力翻板闸门流量系数的探讨

以沙溪电航枢纽工程为例,构建了室内物理模型,探讨了翻板闸门在水力自控、液控两种开启方 式下的过流特点,基于试验数据拟合出不同的流量系数计算公式并进行对比分析。结果表明,液控和水 力自控开启方式下堰孔泄流时,采用流量系数与相对开度的多项式函数关系式确定水力翻板闸门的流量 系数精度高,对于水力自控运行方式的堰流情况仍需采用传统经验公式进行计算。     

含油废水向水下扩散的实验研究

本文利用摄像结合数字图象处理技术，实测分析含油废水在混合水箱中的扩散浓度场，验证了水体的紊动作用是油滴向水下扩散的主要动力；实验及数值计算结果表明，混合水箱中油滴紊动扩散系数Ｄｚ沿水深而增大，呈指数分布；油份浓度越大的含油废水越难向水下扩散，Ｄｚ与含油废水的油份浓度呈指数衰减关系，而与紊动强度呈线性增加关系。     

龚嘴水电站总溶解气体过饱和原型观测结果分析

大坝泄水对环境的不利影响之一是会产生总溶解气体(TDG)过饱和现象,导致鱼类患气泡病甚至死亡.在理论分析的基础上,建立了基于面流消能的TDG过饱和浓度预测公式.该预测公式采用平均静水压强作为自变量进行TDG饱和度计算,避免了以往采用很难精确定量的动水压强进行TDG预测而带来的不便.通过对大渡河上龚嘴水电站泄洪期间TDG...     

冰盖生长和消融的实验研究与数值模拟

为研究冰盖生长和消融的规律,在实验室内设计了水体结冰实验.通过实验得到冰盖厚度、水温和冰内温度随时间的变化过程.根据对水体结冰和融化物理过程的分析,建立水温与冰盖生长、消融相互作用的耦合模型.采用耦合模型来模拟水体结冰和融化过程,通过对模拟结果与实测结果的对比,发现冰厚和水温的计算值与实测值基本吻合.此结果为研究高海拔、高纬度地区封冻水库的结冰机制及冰盖下的水温时空分布提供重要理论基础.     

大渡河过饱和溶解气体原型观测研究

高坝泄洪会导致水中的总溶解气体(total dissolved gas,TDG)过饱和,其不利影响会持续较长范围,可能导致下游鱼类患气泡病甚至死亡.随着大量高坝的建成运行,这一生态环境问题更受关注.基于对大渡河水电站A的3年过饱和TDG原型观测数据,分析过饱和TDG生成释放的影响因素及其作用规律,并开展泄水方式优化的分...     

一二维耦合温度模型在三峡水库水温中的应用研究

采用一二维耦合模型来研究三峡水库水温分布。以垂向一维模型计算结果作入口边界条件，对库首50km区域采用立面二维k-ε水温模型进行预测。结果显示：三峡水库在4-6月可能存在较为明显的温度分层，下泄水温出现滞温现象。耦合模型由于一、二维计算连接中带入的误差尚无法定量分析，需取得实测资料后做进一步的研究。     

改进湿周法的探讨与修正

采用改进的湿周法按斜率为1对不同宽深比、不同坡度以及不同流量规模下河段的生态需水量进行了计算对比，河道断面采用抛物线形标准断面，发现得出的各断面生态需水流量比例都非常接近，河段特征差异对计算结果影响很小，这与湿周法作为水力学方法的定位不符，斜率恒取为1不合理。本文建议斜率取为多年平均流量与相应湿周长比值的平方根。采用修正的斜率确定出的生态需水量能充分反映河流特征的差异，其变化趋势符合一般的生态需水规律。在生态需水量下，断面水力参数除湿周率外均能达到R2CROSS法提出的水力参数标准，计算结果较为合理。     

有“龙头水库”的河流引水式梯级开发的水温累积影响

河流引水式梯级开发对水温造成了累积影响,为研究引水式梯级开发对水温的累积影响,本文采用垂向一维水温模型、增温率法预测各梯级水库的水温分布。 通过对预测结果进行分析,得到引水式梯级开发水温累积影响的三个表现形式：（1）“龙头水库”运行改变下游河道的水温分布规律,使春季升温推迟,秋季降温推迟,造成了水温延迟现象,由于水电梯级开发,这种延迟现象通过各梯级电站的引水隧洞传递到下游,导致下游梯级电站的延迟现象更加明显;（2）厂址处水温与天然情况水温相比趋于平坦化,梯级开发后,从梯级一至梯级五平坦化现象变得更加明显;（3）河流水温沿程变化幅度减小。研究结果可为河流水电梯级规划环境影响评价提供科学依据。