高坝大库分层取水措施比选研究

为了合理选择大型水库分层取水措施并进行下泄水温对生态环境的影响评估,采用MIKE3数学模型方法,模拟某高坝大库分别采用单层进水口、两层进水口、叠梁门多层取水等3种不同电站取水方案的水库水温结构及下泄水温,对比分析不同分层取水措施对下泄水温的调节作用和对下游生态环境的影响。结果表明分层取水措施能有效提高水库泄水温度,减缓水库下泄低温水的影响;叠梁门结构能够实现表层取水,对水库低温水的改善效果要优于多层进水口结构。     

热带地区水库水温分层特性研究

为探讨热带地区水库水温分层特征,采用垂向一维水温数学模型对海南省南渡江干流某拟建大型水库开展了水库垂向热分层结构和下泄水温过程研究,并探讨了叠梁门分层取水措施对低温水的改善效果。研究结果表明:①受水库湖泊特性和气候特征影响,海南热带地区水库水温总体也呈现随季节变化的分层结构,在冬季水温趋于同温,夏季水温分层逐渐加强且显著,年内垂向最大温差可达11.8℃,由于海南主汛期为9～10月,汛后水库蓄热能力明显减弱。②水库下泄水温呈现低温水明显、高温水较弱的规律,最大降幅9.7℃,最大升幅仅为1.0℃。③叠梁门分层取水措施的运用,加强了水库垂向分层状态,对低温水的改善效果显著,最大低温水影响降低为2.3℃。     

光照水电站水库水温分析预测及分层取水措施

光照水电站水库为不完全多年调节水库,水库水温属分层型。如果按原设计取用深层水,下泄的低温水将对下游河道生态环境产生显著的不利影响。本文在对水库水温分布状况分析的基础上,并充分考虑工程技术的可行性,提出了采用叠梁门分层取水措施,以避免低温水下泄产生的不利影响。计算表明,分层取水方案的下泄水温比原方案提高了3.1℃。     

控制幕运行方式改善下泄水温及其成因研究

控制幕取水方式能够有效地减缓温度分层型水库下泄低温水对下游生态环境的不利影响,但目前缺乏控制幕运行方式下泄水温规律的试验研究以及对下泄水温成因的分析。本文基于某水库水温资料,首先通过试验探讨不同控制幕运行方式对下泄水温的改善效果,总结下泄水温规律。其次,利用三维数学模型进行精细模拟,分析控制幕表层和底层同时过流运行方式的流动规律,探讨下泄水温成因。结果表明:控制幕表层过流运行方式能够显著提高下泄水温;采用控制幕表层底层同时过流运行方式时,主流区位于控制幕顶部和底部,下泄水体主要由表层高温水与底层低温水掺混而成,下泄水温取决于所取表层高温水和底层低温水的掺混比例。研究成果对温度分层型水库控制幕取水的运行调度具有重要意义。     

水温综合模型在漫湾水库水温计算中的应用

水库尤其是高坝大库的兴建会使水温产生较明显的垂向分层,垂向水温的分层计算能够确定出水库下泄水温,进而较准确评价河道的水温变化.构建了"人工神经网络模型+统计法+朱伯芳法"综合预测模型计算水库垂向水温分层,以漫湾水库为研究对象对模型进行了检验.结果表明模型结构是合理的,所有月份和所有垂向断面计算水温与实测水温的相对误差均小于8%,模型用于预测水库坝前垂向水温分布是可行的.     

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。     

小浪底水库水温影响研究回顾

小浪底水库蓄水后改变了库区及下游河道的水温结构,对库区及下游生态系统造成一定影响。根据小浪底水库蓄水前后的水温监测资料及相关研究成果,分析了蓄水后水库下泄水温对下游河段水生态环境的影响、小浪底水库蓄水运行对库区水温的影响、库区水温分层对库区水质的影响,以及小浪底水库下泄水温变化对下游河道水温和防凌的影响。研究结果表明:小浪底水库蓄水后库区水体开始出现水温分层,且对库区水质扩散有一定影响;春夏低温水下泄对下游农田灌溉影响程度有限,冬季温水下泄有利于下游防凌,但防凌作用主要通过小浪底、三门峡等水库的调度来实现。     

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。     

小调节能力水库的水温结构

水库的修建将对库区及下游河道的水温带来不利影响，因调节能力不同水库对库区及下泄水温的影响程度各异。以金沙江中游某周调节水库为例，采用立面二维水温模型对小调节能力水库的库区水温结构、坝前水温分布和下泄水温进行研究，结果表明小调节能力水库受来流和库容影响水温在部分月份会出现分层现象，但总体上其年内下泄水温过程与天然水温较为接近，水库建设对水温的影响有限。     

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。     

梯级水库对澜沧江干流水温沿程变化的影响

21世纪以来,澜沧江流域开始兴建水电站,对整个澜沧江的生态环境将产生巨大影响。基于对澜沧江干流云南段进行3次沿程水温观测及水文历史数据,分析了澜沧江水温的沿程变化。采用插值法、数据均一化、显著性差异分析等方法分析了梯级水库对于澜沧江干流水温沿程变化的影响。通过分析发现:①建库前后澜沧江干流的全河段水温与纬度、高程呈明显的线性负相关关系;②从流域层面上来讲,澜沧江梯级水库的建设对澜沧江水温整体沿程变化无显著性影响。研究成果有助于从整个流域层面上认识水温沿程变化,从而对梯级水库建设下的水库群联合调度提供参考。     

梯级水库三维环境流体动力学数值预测和水温分层与累积影响规律研究

该文应用美国三维水环境流体动力学模型(简称EFDC模型)对特大型水库进行了水流水温数值耦合预测计算,深入研究了水库的水热循环规律,并对分层型水库的水位、流速和水温分布规律进行剖析。在梯级水电站联合运行环境下,重点分析了高坝大库水温分层规律,探讨了建库前后的水温变化规律和梯级水库建设的累积影响,为调整梯级水电规划方案提供科学决策依据。     

河流水电梯级开发水温累积影响研究

从流域开发对河流水温结构的影响方面进行分析,采用现场观测和数学模型计算相结合的方法,对水库水温结构进行研究,同时,对梯级电站下泄水温的累积影响进行数值模拟研究。研究结果表明,高坝大库对河流水温改变大,对水温累积影响的贡献大;流域开发程度越高,累积影响越大,5个梯级比3个梯级累积影响大。这一定量研究成果体现了梯级电站的水温累积影响和群体效应,可推进梯级水电站对河流水温影响的研究进程,并为研究大型电站运行减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

用生态足迹法分析水电站对河流生态系统功能的影响

位于澜沧江中游河段的漫湾水电站是云南省至今投资最大的国家重点建设项目,电站建设和运行以来出现了一些社会、经济和生态环境问题。为此,将河流生态系统功能与水电站对河流生态系统的影响相结合,研究电站对河流生态系统服务功能的影响,并应用生态足迹法,从区域尺度计算漫湾水电站生态供给足迹和生态需求足迹,以为漫湾水电站库区生态环境保护和后续干流水电梯级电站建设提供参考。     

水温自动观测系统在梯级电站水温影响研究中的应用

水温是水电开发影响的一个重要环境因子,科学评价梯级电站开发对水温的影响需全面了解各梯级水库及下游水温变化。由于常规水文站点空间分布的局限性,利用水文站水温数据往往不能满足水温影响评价要求,补充现场水温观测是获取水温数据的主要途径之一。本文以沅水流域梯级电站水温影响研究为例,分析了流域水温在线自动观测的效果,并对开展流域水温长期在线观测提出了建议。     

基于MIKE平台的水电工程对水温影响预测评价

准确模拟和预测水库及下游河道的水温分布规律对降低水电工程环境影响起着重要作用。基于MIKE系列软件,采用一维水温模型对怒江中下游天然河道水温进行数值模拟计算,并在对怒江规划龙头马吉水库的水温类型进行判别的基础上,运用库区立面二维水温模型对库区及下泄水温变化进行预测。计算结果表明,马吉水库为典型温度分层型水库,来水量越大,表层水温越低,底层水温越高。水库建成后,下泄水温过程与天然河道水温过程差异加大。上述研究可为在水电工程运行中采取措施应对水温变化提供技术支撑。     

黄河上游调节性水库对河段水温的影响及其环境效应分析

大型水库对河道水温会产生一定的影响,特别是其累积影响是否会对生态环境产生衍生影响是很多专家关注的重点之一,因此,如何在水电规划环评或单项工程环评中选用合适的方法判断出准确的水温影响尤为重要。根据黄河上游龙羊峡一刘家峡河段多年的实测数据,分析黄河上游水电站运行产生的河段水温时空分布变化,研究大型调节性水库对河道水温的影响及其环境效应,同时将回顾成果与原环评结论进行对比,并针对刘家峡水电站这一具有特殊形态和运行方式的水库的水温结构分型方法进行探讨,提出了水温分析中所采用的模型及分析方法的合理性建议。     

基于水质控制模型的东江干流梯级电站调度研究

根据《广东省东江流域水资源分配方案》水量调度要求,针对东江干流梯级较多的特点,利用一维水动力学演进模型和一维对流扩散水质模型构建东江流域水质控制模型,模拟计算现状三大水库调度下有无梯级电站组合情况下的电站附近断面污染物浓度分布,提出在现状三大水库按照防洪供水兼顾发电原则进行调度情况下,各梯级电站"来多少放多少"的水量调度原则和水量水质监控系统中应重点监控梯级电站的坝前水位。     

澜沧江流域梯级开发的生态环境累积效应

流域的梯级开发对生态环境产生累积效应。阐述了累积效应的空间和时间表现特征,及群体性、系统性、累积性、波及性和潜在性影响效应特征。分析了澜沧江干流中、下游8个梯级水电站的建设运行对澜沧江的径流、水温、水质、泥沙和鱼类等方面产生的累积效应,表明澜沧江流域梯级开发应以流域的生态环境可承受程度作为临界阈值,控制生态环境的累积效应。     

基于三峡—葛洲坝梯级出力最大的两坝间水位控制策略

基于三峡—葛洲坝梯级统一调度的思想,首先分析了三峡水库不同出库流量下两坝间水位变化对梯级水电站运行水头的影响规律,然后以三峡水库汛限水位和正常蓄水位为例,利用建立的梯级水电站发电模拟模型探讨了两坝间水位变化对梯级出力的影响。最后,通过大量模拟计算,得到三峡水库坝前水位和出库流量各种组合下的梯级最大出力及其对应的两坝间水位,据此提炼了两坝间水位的优化控制策略。