Modeling the oxygen regime of stratified reservoirs

Conclusions A mathematical model is proposed for the oxygen regime of a stratified reservoir. A model is based on representation of the reservoir on the whole or its layers individually as an ideal mixer. The thermal regime of a stratified reservoir is schematized by a two-layer model-epilimnion and hypolimnion, which provide the plane with a pronounced variation in water temperature (thermocline). In calculating the oxygen regime, the epilimnion and hypolimnion are considered individual reservoirs with their own water balance, which is linked, however, to the water balance of the reservoir on the whole. Characteristic features of the aeration and reaeration of the epilimnion and hypolimnion, and also the selectivity of water intake from the reservoir are considered here. Practical use of the model is illustrated in an example of the calculation of the oxygen regime of a hypothetical stratified reservoir, the characteristics of which are determined on the basis of field data derived from observations on the water bodies of the Zagorsk water-storage power plant. The proposed model can be used to predict the oxygen regime of stratified reservoirs and the ecological feasibility of nature-conserving measures directed toward improving the quality of their water and conserving fauna. Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 10, pp. 27–32, October, 1998.     

大型分层型水库下泄水温对取水高程敏感性分析研究

为分析下泄水温随取水高程变化规律,探讨分层型水库下泄水温的敏感性,结合丰满水电站,建立了全三维水动力-水温耦合数学模型,并同时开展了物理模型实验,计算结果与实验结果进行了相互验证。对取水水头16.0~25.0 m下取水水温进行预测研究,结果表明:大型分层型水库下泄水温不仅与上游取水高程有关,还取决于坝前库区取水层水温垂向分布;随着取水水头的降低,下泄水温逐渐升高,而增幅表现出逐渐减小,且该变化规律与坝前取水层水温垂向梯度无关;当老坝缺口拆除高程大于240.0 m时,下泄水温受老坝缺口拆除高程影响有限;大型分层型水库取水水头建议取16.0~18.0 m,但该结论仅根据单一工程研究得出,其通用性尚需要根据其他工程进一步研究验证。     

花桥水库水温影响预测及分层取水方案探讨

本文以花桥水库为例,根据水温垂向分布,以温差较大的典型月份为例,从下游灌溉作物类型角度分析是否需要分层取水,并得出分层取水的各层取水口高程范围,为工程设计提供科学依据;结合工程布置,简要分析了分层取水后的发电尾水水温对下游水生态环境影响.     

大型分层水库翻库特性及溶解氧响应研究

翻库对分层水库的水生态环境具有重要意义。通过在大型深水水库潘家口水库的原位监测结合垂向二维水动力-水质-水生态模型对翻库特性及溶解氧(DO)响应进行研究,分别对2018和2020年的水环境过程进行模拟。结果显示,水温分层导致了DO垂向分层,表层DO与气温相关性强,底层DO在分层后持续下降至0,秋季翻转是底层复氧的主要途径。2018年平均运行水位较2020年高14.2 m,表层温水层最大厚度2018年比2020年增加了近10 m,水库翻库从库尾逐渐向坝前推进。在库尾到坝前的距离约30 km的水域,2018年翻库的历经时间比2020年缩短40 d,坝前DO的垂向均匀时间滞后于水温7~10 d。水库水位较低时,翻库产生的表层水体DO下降幅度更大,降幅为3~4 mg/L。分别对水库不同断面可用势能指数(APE)对分层稳定性的过程进行分析,水库在不同年份和不同位置断面的翻库日期与夏季混合循环期的平均APE指数大小具有较好的相关关系。研究为探求大型深水分层水库水环境演变规律,科学合理进行调度提供理论基础。     

岗黄两库引水取水口施工技术

取水口工程是石家庄市岗黄水库二期引水工程中难度最大技术含量最高的工程,施工中采用的预裂爆破技术和闸门运输方法可供同类工程借鉴。     

斜坡竖井式新型分层取水口设计

泽雅水库斜坡竖井式发层取水口将常规的斜坡式与竖井式取水口组合成一种新型的分层取水结构，具有结构简单，运行检修方便及造价较低等优点，在进水口地形，地质条件合适的情况下，特别适用于中小型水库的分层取水。     

水库水温分层对浮式取水口前流速分布的影响

由于目前缺乏对浮式取水口前流场变化规律的研究,以分析水库水温分层对取水口前各断面流速分布影响为目标,依据某水库水温资料,采用k-ε紊流模型对浮式取水口前流场进行三维数值模拟,针对水库水温均一和水温分层的两种情况,研究取水口前流速分布,分析水库水温分层对取水口前各断面流速分布的影响。研究结果表明,在浮式取水口附近,水温均一和水温分层的流速分布存在着差异,这种差距随着取水流量和淹没深度的增大而减小。研究成果可为浮式管型取水设施的应用和运行提供技术支持,为取水水温预测提供理论依据。     

浅谈茶坑水库分层取水方案设计

对茶坑水库建成后的水温结构和垂向水温分布进行计算预测,通过对照同类水库分层水质变化规律,从满足优质原水供应和解决灌溉水温方面对稳定分层型水库分层取水方案进行了简要分析.从设计角度介绍了茶坑水库的竖井式分层取水方案,该取水方案对现有分层取水结构进行了优化改进,可较好地满足供水、灌溉和生态环境对水库水温水质的要求.     

碧口水库水情测报系统改造

碧口水电厂原水情测报系统为短波、超短波系统,2006年对系统进行了全面改造,改造为北斗卫星、超短波、GSM短信混合组网形式,系统改造体现了综合性、先进性、实用性和经济性,为其它工程水情测报系统的改造提供了借鉴经验。     

分层取水结构型式对取水水温影响的试验研究

本文采用水温分层物理模型,针对传统叠梁门、叠梁门+水平帷幕、进水口前置帷幕三种结构的分层取水特性进行了对比试验研究,研究了分层取水结构型式对取水水温的影响,并分析了出现差异的原因。研究结果表明,取水结构上游拖曳层的厚度、垂向位置、水温及流速分布,是影响分层取水效果的重要因素:传统的叠梁门由于受门顶以下拖曳层的影响,底部冷水进入,取水效果相对较低;通过在门顶设置水平帷幕,阻挡下部低温水爬升,有助于提高取水效率;通过在进水口上游库区设置隔水帷幕,该取水断面表层温水拖曳流速增大,底层冷水拖曳流速减小,使取水效果得到进一步提升。上述试验结果为分层取水建筑物结构布置的优化改进提供了新的努力方向。     

宝珠寺水库水体动态分层特性研究

本文通过对比试验的方法研究了宝珠寺水库不同季节水体的分层特性，结果显示12月份的水体基本上未表现出物化指标的成层性，由此表明，大型水库的水体分层特性与其库水交换率、入库径流特性及调节性能密切相关，具有动态分层的特性。     

分层环境中水库密度流运动特性研究

该文采用水槽试验对稳定温度分层水库的密度流运动进行了模拟.通过不同的试验方案,模拟了不同温度分层条件下密度流运动形态,分析了水体分层强度和出口条件对密度流运动的影响,并在此基础上,对不同水库运行方式下密度流运动特征进行了模拟研究.该文研究结果为水库水质、水生环境管理与调度以及水库应急预警方案的制定提供了参考.     

山口岩水利枢纽进水口分层取水金属结构设计

本文介绍了山口岩水利枢纽工程隧洞进水口分层取水金属结构的布置与设计特点.重点对塔式进水口分层取水的设计进行了详细叙述.其结构紧凑、经济适用,进水口流态稳定,水位调度连续且适合全程自动化控制,适用于各类需要分层取水的大中型水库.     

某电厂水库取水的可靠性分析

某电厂新建工程取水要在水位变幅高达64m的情况下满足电厂运行要求,难度很大。通过对4种取水方式进行分析论证,最终确定电厂运行初期依托过渡方案,当遇上合适的枯水年时,施工永久的补给水泵房,由过渡取水方案转移到永久取水方案。该取水设计方案安全可靠,节省资金,完全能满足电厂对取水的要求。     

水质垂直剖面自动监测在水库分层取水中的应用——以湖北赤壁市陆水水库为例

为确定陆水水库自来水厂的最佳取水深度,利用水质垂直剖面自动监测系统在陆水水库坝前选定断面,连续进行了近1 a的监测。根据监测资料分析了陆水水库坝前断面垂向水质随季节性变化所呈现的分层现象。结果表明：水库坝前断面水质参数在当年11月到次年2月为混合期,无显著分层现象;3月到10月为分层期,出现分层现象;表层水体受光合作用影响,易爆发蓝藻,深层水体浊度较高。因此,水厂最佳取水深度为水下5～6 m范围。     

悬臂桥式取水构筑物在水库取水工程中的应用

千岛湖水库平均水深34m,湖岸陡峭,丰、枯水位变化达20m,如果采用传统的固定式取水构筑物施工十分困难。2005年竣工投产的千岛湖自来水厂10万m3/d工程采用悬臂桥式取水构筑物,避免涉水施工,减少施工难度和风险,缩短施工周期,降低工程造价。     

湖库水源选择性取水水质模型及应用

深水型水库作为城市重要供水水源,纵向上通常呈现明显的水质分层,不同水位出流水质不同。在优选纵向一维水质模型基础上,运用Matlab平台将模型程序化,开发了应用于选择性取水构筑物的出流水质预测软件;在西北某水库选择性取水塔的取水实例中,利用水库纵向水质数据,对温度、密度、溶解氧、电导率、氧化还原电位等13项出流水质指标进行了模拟验证,研究结果表明软件预测的出流水体的温度、溶解氧、电导率、pH、硬度、总氮指标与实测数据吻合,相对误差在10%以下,氨氮等指标预测误差较大。该软件可为深水型水源水库出流水质优化调度及水厂的运行控制提供参考。     

分层型水库水量水质综合优化调度的研究

本文朱库水温、水质与水库取水建筑物关系基础上，产分层层型水库水量水质综合优化调度数学工以西安市黑河水库为例，进行了求解与计算，结果表明，该数学模型概念清晰，结构合理，计算精度较高，且优化迭代计算速度较快，占计算机内存量小，避免了动态优化中的“维数灾”，可供分层型综合利用水库在规划、设计、管理等阶段水量水质优化调度中使用。