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。     

水库坝前水温统计分析

水库坝前水温是确定混凝土坝体温度场的一个最重要的边界条件，由于受坝址区的气候条件，水库的特征（库容、水深等）、水库运行方式等因素影响。水库坝前水温的分布非常复杂，本文以国内外２６个已建工程的坝址气温和坝前水温的多年实测资料为基础，建立了水库水温统计分析的数学模型。坝前水温随时间的变化用余弦函数表示，水温沿水深的分布用指数曲线表示，根据对各工程实测资料的统计分析结果，提出了一套简明实用的计算水库坝前     

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。     

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。     

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。     

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

高水头大型水库下泄水温对农业灌溉和河流水生态环境影响很大,分析研究高水头水库的水温垂向分布规律及分层取水对放水温度的影响,可以为水库的设计与调控提供科学依据。以前坪水库为研究对象,采用DELFT3D FLOW软件建立其库水温度计算模型,分析了高水头大型水库在分层取水与单层取水两种不同取水方式下的排水温度。该模型选取海洋温度模式,并收集周围气象站的多年平均资料作为背景数据;以水库丰、平、枯、特枯四个典型年份的水文资料为初值条件,上游天然水流入、下游取水出流为边界条件。分析结果表明,采用分层取水方案时,排水温度较为接近自然河水温度,可满足各种作物灌溉需求。     

上寨水库坝前垂向与坝下水温预测分析

本文以上寨水库为研究对象,通过对水库水温结构的判定,分析分层水库坝前垂向水温与水深的关系,并结合主体工程设计采取的分层取水措施进行坝下水温的预测分析,进一步论证了分层取水能有效地减轻低温水对下游农田灌溉带来的不利影响,对同类型水库的坝前垂向及坝下水温预测分析提供了一定的借鉴意义。     

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。     

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。     

大型水库三维水质模型研究

针对大型水库水质要素分布呈现明显三维效应的特点,建立了一种考虑温度分层影响的DO,CODCr,TP,TN三维水质预测模型。采用二滩鱼感鱼河支库原型观测资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因及模型的适用性。分析结果表明,所建模型可以用于对DO,CODCr,TP,TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型水库修建的环境影响评价提供科学依据。将该模型应用于某在建大型水库,成功模拟预测了该水库水质要素的三维分布特性。     

水库水温数值预测方法及其工程应用

水库水温是水电站混凝土大坝的一个重要的温度边界条件,是大坝温度应力和温度控制的重要影响因素之一。如何在水库建成前,合理的预测水库建成后的水温分布情况,是大坝设计的一个重要前提。本文通过作者二十多年来对水库水温的调查分析及预测研究工作,总结出水库水温分布的基本规律和影响水库水温分布的4个主要因素：水库形状、水文气象条件,水库运行条件和水库初始蓄水条件,介绍了目前工程中预测水库水温分布的3种主要方法：经验公式法、数值分析法和综合类比法,并介绍了采用《水库水温数值分析软件》,对二滩水库、锦屏一级水库水温的数值预测及反馈分析成果。     

三峡水库蓄水以来近坝区水温垂向结构分析

以三峡大坝上游距离最近的庙河断面作为典型断面,利用2004—2011年实测水温资料,分析三峡水库近坝区水域水温垂向结构。分析结果表明：庙河断面从2006年开始,在水库底部一定高度内,每年4—6月份水体水温在垂向上均会出现一定的温差,但该区域还没有形成稳定温跃层;温差较大的区域均出现在水深75m以下,该区域均位于电站取水口高程（110m）以下,其水温对三峡水库下泄水流水温没有影响;三峡水库不存在深层低温水下泄问题。     

恰海水库冬季结冰过程研究

水库结冰为北方地区常见现象。本文结合工程实际,通过7年对水库结冰过程的监测,从气温下降引起水温下降的角度出发,统计分析两者之间的变化规律,总结出恰海水库结冰与气温的关系,对恰海水库的结冰日期的预报有一定指导意义。     

二滩水电站1号泄洪洞改造

本文介绍了二滩水电站1号泄洪洞的设计及运行中出现的问题，针对出现的问题，进行了大量的研究，提出了“突坎＋侧收缩”的三维掺气改造方案，并经过实际运行，证明改造方案是成功的。这是该类型三维掺气消能方式首次应用于高水头、大流量城门洞式泄洪洞的反弧末端，具有首创性。二滩水电站在泄洪洞减免蚀方面所做的有益尝试和成功的改造经验对其它高流速、大泄量的泄水建筑物具有很好的借鉴意义。该科研成果具有广泛的推广应用价值，对推动我国水工水力学的发展具有重要和深远的意义。     

二滩拱坝实测库水温度分析研究

阐述了二滩拱坝实测库水温度场的分布特点,对比分析了规范推荐的库水温度场和实测库水温度场的差异,以及对实测温度荷载的影响。     

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。     

水库下游河道水温沿程分布的解析解及与其他方法的比较

在考虑沿流向的温度梯度、假设河流水面热交换通量沿程恒定的基础上,根据河道一维水温控制方程推导出解析解,并与国内常用的一种河道水温计算解析解的简化解法作了较详细的对比。结果表明,基于热交换通量沿程恒定的解析解具有较高的精度,能较好地模拟水库下游河道水温复温过程。以安徽白莲崖水库为例,在预测白莲崖水库水温结构的基础上,利用推导的解析解对白莲崖水库下游河道水温沿程分布进行了预测,并分析了水库下游河道水温对周围环境的影响:白莲崖水库下游河道长期处于低温环境,河水不适于浇灌两岸的农作物,对鱼类生长、繁殖也产生一定的不利影响,需将其他温度适宜的水源输至农田进行灌溉,适合鱼类生长、产卵的场所将向下游推移。     

水电工程建设前后外来鱼类入侵问题初步研究

随着我国水电工程建设的不断推进,工程建设和运行中产生的外来鱼类入侵问题受到越来越多的关注。以研究资料较为丰富的雅砻江二滩库区、长江三峡库区、黄河上游龙羊峡至刘家峡河段作为典型研究区域,系统梳理了库区河段外来鱼类的种类组成、资源量、生态特征和引种途径等。研究发现:库区外来鱼类中的经济鱼类主要由人为有意引种而引入,而小型鱼类主要是人类无意引种而带入;水库蓄水初期库区河段由于水动力学过程变化和营养盐输入增加,库区水体初级生产力大幅提高,这为外来鱼类的定植和扩散提供了丰富的饵料来源;外来鱼类进入库区后通过与土著鱼类竞争饵料资源和生活空间、破坏土著鱼类的种群补充、污染土著鱼类的种质资源等,造成库区河段土著鱼类的种类和种群数量显著下降。为降低外来鱼类造成的生态危害,提出了严控人为引种和传播、及时预警和监测、加强土著鱼类保护、降低外来鱼类种群数量等对策措施。