基于支流水温对汉江干流河道水温影响的数值模拟

由于大中型水库蓄水后改变了原天然河道水温的时空分布,因此水库下游河道的水温恢复状况是目前水电工程环境影响评价的重要指标之一。将水库下泄流量、支流流量、太阳辐射、气温、风速等作为恒定因子,以支流水温为主要变量,建立了平面二维水动力—温度数学模型,并用汉江中游河段的实测水温资料对模型进行了验证,进而分析了支流水温对水库下游有支流汇入河道水温恢复过程的影响。结果表明,支流水温越高,在纵向上河道水温恢复到平衡水温所需距离越短,而在横向上水温掺混均匀所需距离越长。     

溪洛渡水库分层取水对向家坝库区水温的影响分析

为了探究上游溪洛渡水库分层取水对下游向家坝库区水温的影响,基于历史水文数据,分析向家坝建库对河道水温的影响,结合率定好的CE-QUAL-W2模型,设置溪洛渡水库分层取水与不分层取水两种计算工况,分析2019年溪洛渡水库分层取水对下游向家坝库区水温变化过程的影响。结果表明,向家坝水库蓄水后使坝下河道水温达到18℃的时间滞后50 d,向家坝坝下河道水温受支流水温影响较大;2019年上游溪洛渡水库分层取水在4～5月最高可使下游向家坝库区表层水温升高1.0℃,其影响沿程逐渐减弱,至绥江县城完全消失;分层取水使下游向家坝库区4～5月水温结构明显改变,4～5月下泄水温明显提高,最大可提高0.48℃。研究结果可提高对叠梁门分层取水效果的认识,并为后续生态调度提供科学依据。     

水库垂向水温数值模拟研究

以去学水电站为例,在充分考虑流量、流速、气温、辐射等影响因素基础上,采用一维垂向水量水温耦合模型模拟预测水库垂向水温分布规律.结果发现;下泄水温变化规律基本与水库自然水温变化规律相近;水库水温垂向分层年内变化显著,年际变化不明显,并具有明显的滞后效应.     

基于Mike11的双支流河道中支流流量变化对下游水温的影响

天然河道中支流流量的变化会对下游河道水流的水温分布产生一定程度的影响,进而影响河道的水生态平衡及水生物分布。以新疆开都河中一段天然河道为例,运用Mike11软件结合影响河道水温变化的因素,建立了一维水温数值模型,研究了4~8月天然河道在双支流汇入情况下,支流流量变化对河道水流月平均升温的影响。结果表明,一定流量范围内,对于温度均匀水体上游支流流量小于下游支流流量时,有利于主河道水温升高,且支流流量越大越不利于河道水温的上升;通过控制支流流量,利用支流间的相互影响可在一定程度上调节河道水温分布,对改善水生生物环境具有积极的意义。     

取水口高程对水库水温结构的影响研究

大型水库水温分层现象引起的低温水下泄问题对下游生态环境造成了不利影响,采用分层取水是目前减缓低温水下泄的有效措施,而不同的取水口高程对水库水温的分层产生不同影响。为研究不同取水口高程对水库水温结构的分层影响,以某流域中型水库为例,选取5种不同取水口高程进行工况设计,采用三维水动力－水温数学模型,利用验证可行的数值模拟方法进行数值模拟计算和结果比对分析。结果表明,取水口高程因素对水库水温结构影响较为明显,各取水口位置对应的水库水温结构四季差异性较强。     

丰满大坝重建期间雾凇岛冬季水温冰情监测分析

为探讨丰满水库重建期间冬季低水位运行对雾凇岛水温冰情的影响,于2013~2016年冬季(12月~次年2月)长期监测水库下泄水温和坝下70km处雾凇岛水温,同步在每年水库冰封期(2月)监测坝前垂线水温。观测结果表明,与2013年高水位相比,2014~2016年冬季低水位运行引起下泄热流量减少了50%,雾凇岛水温降低了0.9℃;库区运行水位差异对雾凇岛水温的影响程度大于气象对雾淞岛水温的影响程度;低水位运行下雾凇岛明流面积减少了38%,其末端至上游河段最远封冻距离平均增加了17.14km,封冻断面出现时间变长。研究成果可为类似工程提供参考。     

戈兰滩水库垂向水温分布预测

针对戈兰滩水库水文分层特性,采用一维垂向水库水温数学模型进行该水库的水温分布-预测。该模型充分考虑了入流、出流、垂向扩散等影响因素。对平水年进行水温分布预测,预测结果较好的反映了戈兰滩水库的实际状况,也与水温分布类型判别结果相吻合,因此是合理的,可供对坝体进行应力分析时采用。     

西藏地区水库水温预测方法适用性研究

水库水温预测方法在高海拔地区的适用性尚缺乏相关研究。对此,以旁多水库为例,运用经验公式法、垂向一维水温模型及立面二维CE-QUAL-W2水温模型对旁多水库水温进行预测。各预测结果与实测值对比表明,经验公式(张大发法和朱伯芳法)在旁多水库的水温预测中适用性较差,垂向一维水温模型和立面二维CE-QUAL-W2水温模型预测较为科学。在西藏高海拔地区水库水温预测中,建议将垂向一维水温模型和立面二维水温模型作为水温预测的主要方法,并提出了高海拔缺资料地区水库水温预测模型的运用建议。研究成果可为西藏高海拔地区的水温预测提供参考。     

溪洛渡水库分层取水下近坝区浮力流三维数值模拟

为研究溪洛渡水库分层取水下近坝区的浮力流特性及下泄水温影响要素,利用计算流体力学软件FLOW-3D建立了计入浮力影响的三维水温及水动力耦合模型,模拟了溪洛渡水电站不同流量、取水深度及垂向水温分布情况,分析了溪洛渡下泄水温、主流层及叠梁门前流场变化规律,进而提出计算下泄水温经验公式,并结合实测数据进行验证。研究表明,主流层范围会受分层强度、流量及叠梁门高度影响;取水口前最大流速位置仅与叠梁门上缘高程及取水口底板高程有关;下泄水温受取水深度影响最大,所提经验公式拟合效果较好。研究结果可为类似工程提供参考。     

简述水库水温预测计算方法

在对水库水温主要影响因素进行深入分析的基础上,从计算原理和适用性两方面介绍和比较了四种常见的水温计算方法,并将其应用于对水口水库水温的计算分析,结果表明：应用数学模型法计算水温结果更接近实测值,计算精度更高。     

基于河流生态需水的水库生态调度模型及应用

针对传统水库调度仅考虑协调防洪和兴利的关系而忽视生态环境的问题,为减少水库对河流生态系统和自然水环境的影响,以黄南水库为例,初步建立了基于河道生态需水量的水库生态调度模型,采用分层序列法将多目标模型转化为单目标优化模型求解。结果表明,确定水库生态优化调度方案是维护或改善河流健康、协调各兴利因子的关键。     

面向生态基流的干旱区水资源配置研究

干旱区水资源合理配置直接影响当地社会经济和生态环境的可持续发展,为探讨干旱区流域内水资源合理配置,以干旱区阿克苏河流域为例,结合流域自身特点,利用改进的Tennant法计算各河流各月生态基流,将灌溉需求点与生态基流需求点同等地位考虑,通过WEAP模型构建流域水资源配置模型,并设置不同水文情景模拟分析现状基准年各月满足度情况。     

基于河道断面自净需水要求的自净补水研究

根据汾河干流污染较为严重的现状和污染物类型,以一维水质数学模型和水量平衡原理为基础,建立了河流自净需水量的计算模型,据此计算出满足地面水环境质量目标的自净需水量,并根据年径流量的大小,进一步确定河道断面的自净补水量。结果表明,选取COD和NH3-N作为控制因子,计算的二坝和义棠断面自净需水量分别为2.97×10~8、5.53×10~8m~3,义棠断面自净需水量较大;自净补水主要发生在平水年和枯水年,丰水年的自净需水量基本满足要求,自净补水主要发生在一年的非汛期中;所得结果为汾河干流生态恢复和汾河水库的生态调度研究提供一定的理论基础。     

回热式给水泵汽轮机优化配置研究

针对回热式给水泵汽轮机系统中的功率协调问题,分析了进汽节流调节、排汽补汽调节和发电机调节3种配置方案的控制方法与特点。以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,建立机组全范围仿真模型,研究了上述3种方案的热力性能差异。结果表明:随机组负荷的增加,小汽轮机与给水泵的功率差值先增大后减小,在70%THA工况附近达到最大值19.3MW;进汽节流调节方案节流损失较大,经济性最差;排汽补汽调节方案可减少进汽节流,提高给水温度,但增加了抽汽过热度,经济性优于节流调节;发电机调节方案经济性最佳,在低负荷下节能效果更加显著。     

温度变化对水电站地下厂房机墩组合中风罩应力的影响

风罩作为地下厂房机墩组合中的重要构筑物,在电站运行期受力特性及其复杂。主要研究温度荷载对风罩应力的影响特征,为结构体型优化及配筋设计提供依据。采用有限元数值模拟方法进行分析,模型选取了机墩根部至发电机层楼板的范围,考虑最不利情况下的运行状态。结果表明,对风罩这种薄壁结构,温度荷载是决定其应力的最主要因素,而且温度荷载不仅对应力的大小起决定因素,对应力的分布形式也有影响,应采取有效措施尽量减小风罩的内外温差,在结构和配筋设计时重视温度荷载的严重影响。     

三峡水库香溪河库湾水温结构及其对水动力影响的数值模拟

利用Delft3D数值模拟软件,建立三峡水库香溪河库湾z坐标系下三维水动力-水温耦合数学模型,根据2009年实测资料,通过数值模拟分析了库湾在各月的垂向和水平温度分布特征,研究了水温结构对库湾水动力的影响。结果表明,香溪河上游在枯水期垂向水温存在弱分层现象;而库湾水体在4~5月和汛期(6~8月),在距离河口18~30km范围内始终保持稳定分层,但在蓄水期(9~10月)和枯水期(11月~次年2月)仅在库湾底部存在水温分层,并给出了香溪河库湾及河口全年分层异向流动的演变过程,研究结果可为香溪河库湾水生态环境保护提供参考。