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。     

隔水幕布改善深水水库下泄低温水效果研究

深水水库的低温水效应明显,以往常采用叠梁门、多层取水口等结构解决下泄低温水问题,但此类方案需在水库投入运行前完成且会造成一定的发电损失。针对已投入运行但未设计建设分层取水设施的水库水温问题,本文提出了在电站进水口前设置隔水幕布的新型水库低温水治理方案,建立三维水动力水温数值模拟模型,模拟分析了隔水幕布改善水库下泄低温水的效果及其主要影响因素。模拟结果表明,隔水幕布可使春夏季水库下泄水温提高2~8℃,幕布型式、淹没水深和坝前水温分布是影响改善效果的主要因素;并基于上述结论提出了隔水幕布方案的下泄水温预测公式。隔水幕布改善水库低温水的效果良好,具有广泛的推广应用前景。     

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。     

深水水库隔水幕布透水率对下泄水温影响研究

隔水幕布作为分层取水设施可有效缓解由深水水库温度分层导致的低温水下泄影响。为探究幕布材料透水率对下泄水温及幕布总体受力的影响,依据一深水水库实测水文水温资料,建立并验证了该水库的三维水动力水温数值模拟模型,对比分析了不同工况下的流场、温度场及幕布总体受力结果。研究结果表明:随着幕布材料透水率增至7%,下泄水温逐渐降低,较未采用幕布时下泄水温提升幅度由2.31℃降至0.33℃。随着材料透水,幕布总体受力减小,不透水幕布所受总水平推力为1242 t,满足下泄水温需求的透水率为2%的幕布所受总力为293t。在工程应用中应根据水温提升需求,综合考虑幕布受力及经济性等因素选用幕布材料,对于该工程幕布材料平均透水率不应超过2%。     

前置挡墙对董箐水库下泄水温的影响

为明确前置挡墙对水库下泄水温及坝前水温分布的影响,以董箐水库为例,构建三维水温-水动力数学模型。模拟不同挡墙高程下的下泄水温和坝前水温分布,分析前置挡墙高程与下泄水温、坝前水温分布间的变化规律。结果表明,下泄水温的改善效果与挡墙高程密切相关:挡墙高程低于取水口高程时,挡墙高程的变化对下泄水温几乎无影响;挡墙高程高于取水口高程一定高度时,挡墙高程越高,下泄水温越高;挡墙高程480 m时,4月下泄水温最大升温1.11 ℃。下泄水温的提高度与挡墙和取水口位置对应的坝前垂向水温差线性相关。坝前垂向水温分布也受挡墙的影响,挡墙高程高于取水口高程一定高度时,随着挡墙高程的增加,分层期温跃层厚度增加位置上升。下泄水温的改善效果与挡墙高程的关系较为复杂,下泄水温提高度增长较快位置分别出现在挡墙高程471 m和475 m处。考虑方案的工程可行性,挡墙高程471 m为改善下泄水温的最优选择。研究可为前置挡墙的设计及工程优化提供方法和参考。     

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。     

二滩水库坝前及下泄水体水温分布现场观测与分析

采用多功能水质参数仪YSI6600进行雅砻江干流二滩水库坝前水温全年观测,水温资料分析结果表明:二滩水库坝前水体常年处于温度分层状态,夏季表层与底层温差较大,冬季温差较小;电站进水口三维流动特性明显,导致进水口多取用表层温水,下泄水体水温比进水口处同高程水体水温高0.8℃左右。     

叠梁门分层取水对下泄水温影响的分析方法研究

通过监测数据分析,叠梁门运行对下泄水温影响会受边界条件年际变化和仪器误差等同量级因素干扰,难以准确得出叠梁门的实际运行效果。针对该问题,研究提出了通过分析叠梁门调度前后机组水温变化的方法来分析叠梁门运行效果,以溪洛渡水电站为研究对象进行方法论证。结果表明,该方法的有效性在溪洛渡水电站上得到了合理验证,可为叠梁门实施效果评估引入新角度和新方法。     

来流变化条件下溪洛渡水库生态调度期水温分层特性研究

为探明来流变化条件下溪洛渡水库生态调度时的水温垂向分布特性,运用水温现场监测和CE-QUAL-W2模型对水温进行数值模拟的研究方法,基于实测地形和水文等数据建立溪洛渡库区的立面二维水温模型,模拟了水库在2021年1月15日—4月30日的水温动态变化过程,重点分析了生态调度期(3—4月)库区的立面二维水温分布规律及不同泄水口高程对下泄水水温的影响。结果表明：溪洛渡水库坝前水温于3月中旬开始出现温差,3月下旬表底最大垂向温差为2.02℃,垂向温度梯度在0.10℃/m以内。4月上旬、下旬水库表底最大垂向温差分别为2.41和2.81℃,垂向温度梯度在0.15℃/m以内。通过比较无叠梁门、1层叠梁门两种泄水运行工况得出,当设置1层叠梁门稳定运行时水库的平均下泄水水温提高了0.13℃。本研究可为溪洛渡水库后续的水温生态调度试验提供科学依据。     

三峡水库蓄水前后下泄水温变化及其影响研究

在分析了影响水库温度的各种影响因素和结合三峡枢纽的调度情况的基础上,对三峡水库蓄水前后实测水温资料进行了分析.三峡水库在围堰发电期下泄水温过程规律发生了一定的变化,下泄水温在不同时期分别出现"滞温"和"滞冷"现象.并进一步分析了下泄水温变化对下游河流生态的影响和范围,基于此而提出了三峡水库生态调度必需把下泄水温过程最大程度地与天然过程相接近作为水库生态调度的原则,从而为下游流域生态系统健康发展创造有利条件.     

预测吴家庄水库下泄水温对农作物的影响

从预测水库水温出发，分析吴家庄水库下泄水温对农作物的影响，从而为调整农作物种植结构提供科学依据。结合主要农作物生育期温度指标，利用延长灌溉水的滞留时间方法，调整水温。如果达不到农作物最适宜温度范围，在设计水库灌溉取水口时，尽量距水面近些，以达到农作物生长要求，发挥水库灌溉的最大效益。     

水库分层取水水温模型试验的相似理论

依据连续性方程、运动方程和能量方程,结合水库分层取水的流动特点,对水库水温模型试验的相似关系进行了理论分析,提出了模型和原型相似应满足的条件,以及模型与原型水温换算关系。依据所提出的模型相似理论,将二滩水电站物理模型试验的所测下泄水温转换成原型数据后,与原型实测资料进行对比,结果表明,两者吻合较好,验证了本文模型相似理论的正确性。研究成果可为开展水库分层取水下泄水温的试验研究提供理论基础。     

深水水库下泄低温水治理挡水幕布受力研究

挡水幕布是一种提高深水水库下泄低温水温度的结构,其受力研究对工程实施具有至关重要的作用。根据深水水库地形和总体布置,建立挡水幕布数值计算模型,应用FLUENT软件对流场、温度场及幕布受力进行数值模拟,并与模型试验进行对比。研究结果表明:挡水幕布实施后可提高下泄水温,流量越大,流态越不稳定,且幕布背流面负压区偏向电站一侧。距离电站越远、流量越大、过水高度越小,则幕布受力越大,水位变化对幕布受力影响不大,洪水时下放幕布是一种有效减小受力的方法。     

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。     

供水水库优化模拟风险调度模式的研究

针对水库调度过程中的风险问题,引入了供水水库调度的优化模拟风险管理模式.首先建立了供水水库群的优化调度模型,然后对度量风险的可靠性、脆弱性、回弹性、事故周期等指标作了论述.在此基础上,模拟水库调度过程中存在的风险,并通过模拟与优化的反馈机制,建立了供水水库优化模拟风险调度的总体模式.     

碧流河水库防洪预报调度方式研究

根据水库防汛决策自动化系统现状,研究了以累积净雨总量作为洪水量级的判别指标,不同频率入库洪水过程作为约束条件的防洪调度方式,结果表明此方法在保证原防洪标准不变的前提下可将碧流河水库原设计汛限水位68.1 m抬高至68.8 m.提高了水库的兴利效益.     

对三门峡水库运用方式和指标的思考

总结回顾三门峡水库蓄清排浑运用方式的背景与目的,提出当前应当调整水库运用指标。依据黄河水沙年度变幅大的特点,提出了三门峡水库保持长期使用的设想,即根据汛期水量分级确定水库运用指标,或者在全年时间内,根据入库流量的大小,来决定水库是蓄水运用还是低水位运用。