水库溶解氧的立面二维数值模拟

采用宽度平均的立面二维数学模型对水库水质进行数值模拟,通过对水位、水温的计算值与实测值的对比,验证了模型模拟水库水质的有效性.在此基础上,对库区的溶解氧浓度分布进行计算,结果表明,溶解氧的计算值与实测值整体吻合较好,基本能够反映水库中的溶解氧分布特性.对该水库水体中的饱和溶解氧率的计算分析表明,水库水体2007年全年的饱和溶解氧率多在90%以上,水体总体质量较好.在3-5月气温适宜的条件下,由于浮游植物生长旺盛,过饱和情况较为明显.而在夏季(6-9月),由于气温高,水体复氧能力较弱,同时同时期上游来水丰沛,随地表径流带来的面源污染也增加了水体的耗氧量,致使这一时期的溶解氧浓度较低,因此水库溶解氧受上游来流及气温的影响较为显著.     

沧浪亭河道水温预测

温度是园林水体最重要的生态因子之一,为了准确把握河道水体水温的时空变化,分析了影响河道水温的多种因素,建立了一种河道水温预测模型,并用数学模型法预测分析了沧浪亭河道水温变化规律及其对水环境的影响,结果表明:数学模型法能较好地模拟出河道水体温度分层的形成和发展过程,水温计算结果与实测值较接近.同时,计算和实测值都表明,沧浪亭河道在春、秋季节会因“逆温”导致“翻塘”现象,使水体混浊、水质变差.     

水库垂向1维水温冰盖耦合数学模型研究

寒冷地区水库冰盖的形成对水库大坝安全、电站运行、库区水温水质结构都存在重要影响。为了探讨冰盖对水库水温的影响,基于热力学理论建立了考虑冰盖生消过程的水库垂向1维水温数学模型,实现了对冰气热交换、冰水热交换和水体中的热量输运的精确模拟,得到了室内静水实验的验证。应用结果表明,模型能较好地模拟出水库冰盖的形成、发展和消融过...     

室内空气自然对流的二维数值模拟

用具有SIMPLE算法。QUICK差分格式对封闭空腔内的流体自然对流进行了数值模拟计算,考察了Ra数对对流换热的影响．结果表明,在相同的条件下,随着Ra数的增加,对流换热加强．     

长江土脑子河段曲线二维动床模型研究

采用控制体积法与SIMPLE算法对一般曲线坐标下控制方程进行离散和求解,建立了长江土脑子河段曲线二维动床模型.模型控制方程离散时物理量布置采用非交错网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率.模型较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性.通过长江土脑子河段三峡水库蓄水以后2004年3~6月实测水沙资料对模型进行了验证,计算结果表明模型能够合理地反映土脑子河段水沙运动及河床变形规律.     

水库坝前水温结构日变化规律研究

水库水温结构受来流水温和气象要素的影响,在年内呈现周期性变化,但对其日内变化规律的认识较为缺乏。以龙滩水库为研究对象,于2011年11月～2012年9月分六期对龙滩水库坝前水温进行了原型观测。资料分析结果表明：龙滩水库库区水温除1月外,其余各月均存在分层现象,在7月和9月出现了双温跃层;表层水温年内变化较大,库底水温全年较为稳定;气象要素对坝前水温影响深度与季节有关,夏季影响深度最大;气温越高水温最大值出现的时间越早;水温结构日变化的影响因素主要是气温和太阳辐射,此外坝前水温结构日内变化明显的范围仅为库表20m以内,表层水温的日内变化几乎不对电站发电取水水温构成影响。     

抽水蓄能电站水库水温简化模型与应用

抽水蓄能电站由于其特殊的运行方式,水库水温分布规律与常规电站水库不同.目前有关研究不多,而建立合适的抽水蓄能电站水库水温分布模型,对于确定大坝温度边界条件具有重要意义.采用类比库途径,根据类比库水温实测资料和呼和浩特抽水蓄能电站的特点,对朱伯芳法经验公式进行改进,提出可用于预测严寒地区抽水蓄能电站水库水温分布的简化模型.用简化模型对呼和浩特抽水蓄能电站下水库水温分布进行预测,并将结果作为温度边界条件,计算大坝稳定温度场.结果表明在水气交替范围内,大坝表面温度均匀分布,大坝全断面稳定温度均在10℃以下,符合严寒地区大坝稳定温度场分布规律.     

大型水库帷幕水温分层取水效果研究

为了探索减缓已建水库对下游产生的低温水不利影响的新措施,本文以某已建大型水库为例,开展了不同帷幕布设方式对改善下泄低温水效果的研究。采用立面二维数学模型计算某大型水库坝前垂向水温结构及下泄水温过程,设计了不同遮挡高度、淹没深度及距坝轴线距离等6个帷幕方案,并对各方案的流场及温度场进行了对比分析。结果表明帷幕设置将显著影响库区的浮力流动及垂向温度分布,三种局部遮挡方案下取水口的抽吸作用导致底层低温水体绕过帷幕被较多地引用,均不能有效提高下泄水温,而底部全遮挡方案的设置对提高水库下泄水温效果明显,但同时由于持续取用表层温水,库区水温显著降低。淹没水深应结合取水层厚度确定,当淹没水深与帷幕上层取水层厚度相近时有较好的低温水改善效果。坝前1km范围内帷幕轴线位置对下泄水温的影响不明显。建议水温控制帷幕的设计采用底部全遮挡,本文中底部全遮挡帷幕方案的下泄水温5月~8月较无措施时分别升高了3.4℃、2.1℃、1.1℃、0.4℃,帷幕提高下泄水温效果明显。本文成果可为帷幕分层取水设计提供重要的借鉴。     

汾河水库水温分布的现场试验

为了研究汾河水库水温的分布情况,采用WP型水温测量仪对汾河水库1#—5#断面的水温进行了3次测量,并对监测的水温数据进行了整理分析.结果表明:4月份水库水温从库表到库底基本呈等温分布,水温沿垂向变化不大,并且整个库区水温是一个完全混合状态;7月份水库水温处于一个弱分层的状态;1月份水库水温处于分层状态.实测数据可为水库水温预测模型进行参数率定以及预测结果的验证提供依据.     

水库调度对溪洛渡电站下游水温的影响

溪洛渡电站运行后将在春季下泄低温水,影响下游鱼类繁殖。研究通过改变水库调度方式来减免下泄低温水的影响。设计了3种水库调度方式,并采用立面二维k–ε温度模型预测溪洛渡电站库区水温及下泄水温。结果显示在1～6月升温期加大泄流量,降低库水位,会导致库区表层水温升高,斜温层下移,使引水口得到更多的表层温水,从而提高下游河道的水温。水库调度能一定程度上降低电站下泄低温水对鱼类产卵的影响。     

湖水源热泵系统排热工况下散点排水对湖体温度场的影响

采用流体计算软件建立三维湖体模型,模拟设计日下湖体自然水温,用实测水温进行修正作为初始条件;根据别墅群全年逐时负荷的模拟结果,采用动态取排水温和水量作为边界条件;以典型气象年数据为基础,通过用户自定函数输入水面换热边界;分别对某别墅群水库水源热泵系统的排放水管网采用与雨水排水管网相结合的散点排水以及采用传统的集中排水方式进行了动态数值模拟,得到供冷季逐时排热工况下湖体温度场的分布情况,分散排水优势明显。分析模拟结果表明:集中排水方案水体周温升0.33℃,分散排水方案水体周温升0.16℃;水体水道狭长体积有限的区域在连续排水的情况下,有明显热累积现象。连续运行条件下,散点排水取水口水温的模拟结果表明:7～10月,位于常年水位4.6m水深下的取水口取水温度在27～23.5℃之间,可实现热泵系统高效运行。     

坝前区域3维水温数值模拟研究

为避免大型水库低温下泄对下游水生生物或灌区农作物造成不利影响,准确预测水库的坝前水温分布十分必要。为此,采用三维水温紊流数学模型,以横向平均的二维水温模型的计算结果作为三维模型的入流边界条件和初始条件,以已建成的二滩水库坝前1km范围内的水体为研究对象,进行了三维水温的数值模拟验证。将模拟计算的水温结果与实测的水温结果进行了对比分析,结果表明采用本文提出的方法能够较好地模拟坝前深水库区的水体水温分层流动和进水口前的水体流动特性。     

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。     

永定桥水库水温预测及分层取水设计

为满足灌溉对水温的要求,结合永定桥水库工程的特点,拟定了3种不同的取水方式,并采用朱伯芳法对每种取水方式所取水体的水温随时间分布、水库泄水温度状况及渠道水温沿程变化进行了预测.结果表明,采用3层取水的方式,可较好满足农田灌溉对水温的要求.     

用BP神经网络进行作物水分-产量预测研究

根据BP神经网络的基本原理,在平原地区冬小麦灌溉试验资料基础上,建立了冬小麦水分与产量关系的BP-ANN模型,确定了模型的参数.将模型用于描述水分对作物产量的影响,并对作物产量进行预测,预测结果与实际产量基本吻合说明,人工神经网络用于描述作物水分产量关系可以取得较好的效果,其预测的准确性基本能满足生产实践的需求.     

瀑布沟水库水温影响调查

为研究大型水库热力学过程的演变规律,于2012年4月~2013年5月对瀑布沟进行了现场原型观测。基于现场实测资料,采用对比和统计分析的方法,阐述了瀑布沟水库不同季节的水温结构变化规律,以及坝址上下游的热力关系。研究结果表明,瀑布沟库区水温分层等温线呈近似水平线,坝前垂向水温在高温期出现双温跃层现象,冬季库尾段出现冷水下潜现象;与坝址天然水温过程相比,电站下泄水温过程表现出了明显的均化效应和延迟效应,最大降温出现在4月达1.7℃,最大升温出现在12月达3.3℃;由于深层取水,电站下泄水温日过程具有较好的稳定性,取水口对坝前分层水体具有“抽吸”作用。