下泄低温水对下游水库水温的累积影响

以乌江水电梯级开发中的乌江渡水库作为研究对象,根据乌江渡水库下泄水温历年的实测资料,分析随着时间的推移以及上游梯级的建成,乌江渡下泄水温的变化过程,同时运用EFDC模型定量研究上游低温下泄水对下游水库下泄水温的累积性影响。结果表明:上游梯级水库下泄水温越低,下游水库坝前断面水温分层结构越明显,下泄低温水的累积性作用越强。     

流域梯级开发方案调整的水温累积影响研究

通过对流域梯级开发方案的优化调整来减缓水库低温水累积效应对水生态系统的不利影响,是流域规划时需要考虑的重要问题。本文以新疆开都河中游河段水电规划为例,采用水库水温数学模型,分析单库规模、梯级电站布置、电站开发时序等变化对水库水温分布和下泄水温的影响,探讨开都河中游上段河段"一库三级"和"一库四级"梯级开发方案引起的水温累积影响变化。定量计算分析表明:(1)单库的库容增加、正常蓄水位增高,水库规模越大引起的低温水下泄影响越大;(2)四级与三级开发方案引起的低温水累积影响最大水温降幅分别为4.8℃和4.6℃,梯级电站数目多的梯级开发方案引起的低温水累积影响较大;(3)水库规模大、调节能力高的龙头水库阿仁萨很托亥对开都河水温累积影响起着重要的控制作用,无龙头水库的梯级开发状态下,各级水库对水温累积是正效应作用;龙头水库建成后,其下游各级水库对水温累积是负效应作用,至察汗乌苏水库下泄低温水与天然水温的最大温差从无龙头水库的2.3℃加大至4.5℃。研究成果认为流域水电梯级开发的水温累积影响显著,梯级电站布置个数和控制性水库工程对水温累积效应起到决定性作用。     

大型水库不同取水方式对下游鱼类生态环境影响研究——以贵州省夹岩水利枢纽工程为例

大型水库建设使得下泄水体水温发生改变,对下游生态环境产生不利影响。以贵州省夹岩水利枢纽工程为例,运用数值模拟方法,分析工程建设后库区水温垂向分布及其低温水下泄影响。研究结果表明夹岩水库库区垂向水温稳定分层,库区表底层温差随着季节变化明显,表层水温主要取决于光照强度,底层水温较稳定。与单层取水方式相比,分层取水方式能有效提高夏季下泄水体水温,降低下泄水体与天然水体温差,缩短下泄低温水恢复距离,减缓对下游河道特征鱼类生存环境的负面影响。     

二滩水库水温结构及其影响因素研究

应用MIKE 3建立三维水温模型,对二滩水库水温结构进行数值模拟,发现该水库水温垂向分布呈现单温跃层和双温跃层两种型式。 气象要素、库区来水流量和水体温度、水库出流位置及流量大小等是影响水温结构的主要因素。夏季二滩水库随着上游来水水温的升高,水库水温相应升高,但在温度异重流和紊流扩散的双重作用下,是水库中层均温层水体温度同步升高。大坝出水位置的改变,将使库区流态发生变化,随着出水口位置的下移,水库来水和出流形成的纵向水流随之向库底下潜,水库中层均温层垂向厚度增加,对库底水温的干扰增强。     

控制幕作用下水库温流场特征初步研究

大型水库建成后由于库区水动力学特性、光混特性、热量特性等发生了改变,水库垂向水温将呈现出明显的分层现象,对库区及其下游河道的生态环境造成显著影响,常通过采用分层取水措施加以改善。针对控制幕分层取水方法,通过温分层水槽试验,研究了分层水体中设置水温控制幕后,控制幕前水温、流速分布特征以及下泄水温的变化情况。试验考虑了不同热冷水流量比、控制幕距取水口距离、取水口位置和控制幕遮挡率等因素的影响。试验结果表明:控制幕设置后,控制幕上游近幕布区域温跃层厚度减小,温跃层强度增大,水体掺混受到抑制;控制幕下游温跃层厚度增大明显,控制幕促进了控制幕下游水体的垂向扩散,破坏了原水体分层现象;控制幕上游近幕布区域,热冷水流量比越小取水口位置越低,控制幕遮挡率越小温跃层厚度越厚,温跃层强度越小。热冷水流量比增大,取水口位置提高以及控制幕遮挡率增加均会使下泄水温升高。     

二滩水库水温结构及其影响因素研究

采用三维水温模型，对二滩水库水温结构进行数值模拟，模拟了二滩水库水温结构特征，发现二滩水库水温垂向分布呈现单温跃层和双温跃层两种型式。研究了水库水温结构变化的影响因素，表明影响二滩水库水温结构的因素主要有气象要素、库区来水流量和水体温度、水库出流位置及流量大小等。夏季二滩水库随着上游来水水温的增大，水库水温相应增加，但在温度异重流和紊流扩散的双重作用下，仅是水库中层均温层水体温度同步增加。随着二滩水库大坝出水位置的改变，库区流态发生变化，随着出水口位置的下移，水库来水和出流形成的纵向水流随之向库底下潜，水库中层均温层垂向厚度增加，对库底水温的干扰增强。     

水库运行方式改变对水温的影响

水库出入库流量、运行水位及取水口位置变化所引起的水库运行方式的改变,会对库体内部水温分布及下游河道水温产生一定的影响。本文以新疆某水库为例,运用三维水温模型进行模拟计算。结果表明:维持水库低水位运行或在外界气温、来水水温都较高的汛期实现表孔泄水,均能显著提高下泄水温,且对库体内部水温分布影响较小;不同典型年条件下,水库出入库水量存在差异,丰水年时水温结构所受影响最大,下泄水温的不同主要体现在汛期,最大水温温差出现在8月份。     

洪水对水库水温分层结构的影响

以乌江梯级水库中的洪家渡水库、东风水库、乌江渡水库为研究对象,通过数值计算得到上游3d、5d、7d洪量下不同的水库水温分层结构,分析上游不同洪量对下游不同库容的水库水温分层结构的影响。结果表明:当洪水历时相同时,若洪水量增量相同,水库的库容越大,洪水对水温的分层结构影响越小;若水库库容相同,洪水量越小,洪水对水温的分层结构影响越小。当一次洪水量相同时,若水库库容相同,洪水历时越长,洪水对水温的分层结构影响越小。      

水库库首水温分层流物理模型试验分析

大型水库由于水温分层现象易对生态环境造成一系列不利影响,但由于水深较大现场测量困难,水温分层的实测资料极少,对其研究尚不够深入。通过物理模型试验模拟并测量了春末夏初水库库首水温分层的形成和演化过程,分析了流量和出水口位置对水温在垂向和水平分布的影响。结果表明:① 由于分层流流动的特点和水动力条件的差异,水温垂向结构在温度分层的演化过程中表现为多种形式。② 垂向温差取决于上下游位置、入库流量和水库出水口的高度。通常在垂直方向上,上游温差要比下游大。随着进水口流量的增加和出口位置高度的提高,垂向温差也随之加大。③ 水平方向上的水温分布与水深、进水口流量和出水口高度有着密切联系。在水库的表面和中部位置,上游水温要高于下游水温。然而在特定条件下,如进水口流量较大且出口位置在表面时,上游水温要低于下游水温。④ 水流的出口温度受进水口流量和出水口位置的影响。较低的出水口位置会导致出水温度较低,在初始时段尤为明显。     

宋家湾水库水环境影响分析

以宋家湾水库为例,利用一维水质完全混合模型、水温预测经验公式、库区两岸浸没范围计算方程预测了水库建设对水质、水温及库区两岸地下水位的影响。结果表明:丰水年、平水年、枯水年水库年平均下泄流量16.35、6.68、2.83 m~3/s时,下游河段污染物经水体自净作用均满足水功能区水质标准限值要求;随水深增大库区水温逐渐降低,水温垂向分层强弱差异较大;2-4月份库区水温温差较大,库底水温8.28℃为全年最低水温,与库区表层平均水温相差4.42℃;10月份库底水温与表层平均水温温差较小,库区水温基本稳定,呈水体同温;预测得知水库修建30 a后库区两岸浸润长度为15.27 km,库岸地下水位升高0.0~0.43m,对地下水影响较小。由此可为宋家湾水库水环境影响防治措施的提出及水库合理运行调度提供科学依据。     

梯级水电站对库区和河道水温的影响预测

针对某河流梯级水电站水库中不同的水温结构类型,分别建立了一维和三维水动力与水温数学模型,对建设梯级电站后库区及河道的水温变化进行研究。研究结果表明,建设梯级电站后改变了库区水温的垂向分布,增大了水库表层和底层水温温差;改变了下游河道水温的时空分布,降低了下泄水流全年平均水温,减小了年内水温变幅。     

基于MIKE平台的水电工程对水温影响预测评价

准确模拟和预测水库及下游河道的水温分布规律对降低水电工程环境影响起着重要作用。基于MIKE系列软件,采用一维水温模型对怒江中下游天然河道水温进行数值模拟计算,并在对怒江规划龙头马吉水库的水温类型进行判别的基础上,运用库区立面二维水温模型对库区及下泄水温变化进行预测。计算结果表明,马吉水库为典型温度分层型水库,来水量越大,表层水温越低,底层水温越高。水库建成后,下泄水温过程与天然河道水温过程差异加大。上述研究可为在水电工程运行中采取措施应对水温变化提供技术支撑。     

漫湾水电站水库水温分布观测与数学模型计算研究

近年来建设的高坝大库越来越多,下泄低温水的影响日趋严重,对水库下泄低温水的影响和减缓措施的研究应给予关注和不断加强。本文是对已投入运行的漫湾水电站库区的水温结构进行研究。通过2004年2月对漫湾水库进行水温分布现场观测,并辅以三维数值模型计算,获得了较详细的水温分布成果。研究结果表明,漫湾水库的水温结构既不属于典型分层型又不属于完全混合型,应属于局部分层型或过渡型。该成果对于流域梯级水电开发对水环境的影响研究,具有一定的代表性,可用于类比分析研究与漫湾水库条件类似的其它水电站。     

怒江梯级水电开发对水温的影响及对策研究

为科学评估水电开发带来的温度变化影响,应用MIKE11软件建立水温预测模型,以怒江中下游"一库四级"梯级开发方案为研究对象,对各库区水温结构及下泄水温进行预测,研究库群形成状态、水库调度运行方式等对河道水温的累积作用。针对梯级水电建成后的冷水下泄问题,从取水方式和调度方式等方面提出相应对策,为梯级水电站运行的水温控制提供一定技术支撑。     

穆阳溪梯级电站开发低温水分析

梯级电站开发对水温的影响较为复杂，本文分析预测了穆阳溪梯级电站开发，芹山水库、周宁水库、闽东水库的水温结构及发电下泄低温水的沿程变化，从而为热能规划与管理提供依据。     

小浪底水库水温影响研究回顾

小浪底水库蓄水后改变了库区及下游河道的水温结构,对库区及下游生态系统造成一定影响。根据小浪底水库蓄水前后的水温监测资料及相关研究成果,分析了蓄水后水库下泄水温对下游河段水生态环境的影响、小浪底水库蓄水运行对库区水温的影响、库区水温分层对库区水质的影响,以及小浪底水库下泄水温变化对下游河道水温和防凌的影响。研究结果表明:小浪底水库蓄水后库区水体开始出现水温分层,且对库区水质扩散有一定影响;春夏低温水下泄对下游农田灌溉影响程度有限,冬季温水下泄有利于下游防凌,但防凌作用主要通过小浪底、三门峡等水库的调度来实现。     

河流水电梯级开发水温累积影响研究

从流域开发对河流水温结构的影响方面进行分析,采用现场观测和数学模型计算相结合的方法,对水库水温结构进行研究,同时,对梯级电站下泄水温的累积影响进行数值模拟研究。研究结果表明,高坝大库对河流水温改变大,对水温累积影响的贡献大;流域开发程度越高,累积影响越大,5个梯级比3个梯级累积影响大。这一定量研究成果体现了梯级电站的水温累积影响和群体效应,可推进梯级水电站对河流水温影响的研究进程,并为研究大型电站运行减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

Characteristics of thermal stratification in head area of Three Gorges Reservoir and ecological effects in different operation periodsEI北大核心CSCD

为了解三峡水库库首2003—2018年的水温变化特征及其对生态环境的影响,基于庙河断面实测资料,采用LSTM-Logistic模型模拟分析了库首多年水温结构特性,并探讨了其变化对库区支流库湾水华的影响和对坝下鱼类产卵水温的影响。结果表明：LSTM-Logistic模型能较好地适用于三峡水库,准确地模拟水温的逐日变化过程;2006—2013年,三峡水库库首每年4—6月均出现了水温分层现象,从2014年开始,水温垂向差异变小,水温不分层,且春季、秋季和冬季水温升高,下泄水温进一步平坦化;三峡水库库首水温长期变暖的趋势,会使支流库湾倒灌异重流潜入深度上移,从而改变异重流倒灌形式,降低库湾水华风险;梯级水库蓄水缓解了春季下泄低温水的不利影响,但秋冬季水温的升高对中华鲟繁殖造成了进一步威胁。     

高坝大库分层取水措施比选研究

为了合理选择大型水库分层取水措施并进行下泄水温对生态环境的影响评估,采用MIKE3数学模型方法,模拟某高坝大库分别采用单层进水口、两层进水口、叠梁门多层取水等3种不同电站取水方案的水库水温结构及下泄水温,对比分析不同分层取水措施对下泄水温的调节作用和对下游生态环境的影响。结果表明分层取水措施能有效提高水库泄水温度,减缓水库下泄低温水的影响;叠梁门结构能够实现表层取水,对水库低温水的改善效果要优于多层进水口结构。     

调水工程中小型水库的冬季水温分析--申同嘴水库水体结冰及温度计算

当调水工程地处内陆深处时 ,由于冬季寒冷 ,其中小型调节水库的水体可能会结冰。本文根据库水水温的时、空分布方程 ,对申同嘴水库进行了结冰及水温分析研究 ,计算了库水的整体结冰时间和水体出库温度。结果表明 :1库水结冰时间决定于水库的水位和初始水温 ;2对出库水温起主要影响的是入库水体的流量 ;3入库水温低于 2 .0℃ ,流量低于 12 .90 m3/s的运行状况存在库水结冰的危险性