花桥水库水温影响预测及分层取水方案探讨

本文以花桥水库为例,根据水温垂向分布,以温差较大的典型月份为例,从下游灌溉作物类型角度分析是否需要分层取水,并得出分层取水的各层取水口高程范围,为工程设计提供科学依据;结合工程布置,简要分析了分层取水后的发电尾水水温对下游水生态环境影响.     

浅谈取水口的实施技术方案

为了解决某水库取水口位置偏低所引起的原水下泄水温较低产生的问题,合理选择其分层取水措施,以及进行下泄水温对生态环境的影响评估,对比分析不同分层取水措施。文章针对某水库取水口的实施技术方案进行探究。     

聚仙庙水库平面钢闸门分层取水设计及应用

为解决水库取水口位置偏低引起原水下泄水温较低产生的问题,针对聚仙庙水库提出了"平面交错、立面分层、一电多控"的平面钢闸门分层取水方案。工程取水系统进水口采用竖井式,五层取水口分设在坝体的不同断面上,各个取水口在平面布置上相互错开,通过移动轨道上的手电葫芦来控制取水口各个闸门的启闭。这种设计能有效提高下泄水温,又能使上、下各取水口间不会受到相互牵制和影响,较好地解决了水库下泄低温水对下游环境与水生生态的影响问题。     

永川火力发电厂三期工程取水口模型试验

为确定永川火力发电厂三期工程的取水口位置,通过物理模型试验对3个取水断面附近的流场分布和泥沙冲於规律进行分析。试验结果表明,3个取水断面附近都是年内冲於平衡的,综合考虑工程投资和取水口对通航的影响,采用取水断面2作为电厂的取水口。     

黄石盘水库地表水环境中水温影响预测评价

黄石盘水库工程是一座近期建设的大(Ⅱ)型防洪控制性水库工程。预测评价黄石盘水库地表水环境的影响,其中包括对水温的影响研究。采用立面二维水温模型对水温进行预测,计算坝前垂向水温分布、下泄水温、坝下河道水温。预测结果表明,该水库水温结构为过渡型,且在丰、平、枯典型水文年运行时均对下游水温存在明显的低温水效应。结合库区流场分析,提出本工程采用分层取水措施来减缓下泄低温水的影响。经过分层取水后可满足作物要求温度,基本不影响作物正常生长。     

溪洛渡、向家坝库区及坝下水温分布特性及成因分析

为研究库区及坝下水温分布情况,以溪洛渡、向家坝水库为研究对象,从2016年8月至2017年7月对其进行连续性的水温监测,分析了其表层水温和垂向水温的变化特性及成因。初步研究结果表明:各断面表层水温的特征值主要体现在年内的变化,水温和气温具有较好的正相关性;坝体附近断面,坝下断面表层水温要明显低于坝上断面;两库区近坝段的溪洛渡坝上和向家坝坝上两断面水温分层现象最为显著,通常表现为春、夏季分层显著,秋季分层较弱,冬季基本呈等温分布。该研究可为梯级电站的分层取水和生态调度提供重要依据。     

白鹤滩水电站进水口分层取水方案选择分析

白鹤滩水电站库区水温分层现象明显,为了满足电站下游鱼类栖息生境保护要求,电站进水口应尽量取用水库表层水,因此应采取工程措施控制电站进水口取水范围,满足下游对下泄水温的要求。对比分析高低进水口、双层取水口、叠梁门取水口3种方案,从水库表层水取水效果、工程投资、工程类比等方面对各方案进行比较,提出推荐叠梁门取水口方案。叠梁门取水口方案具有分层层高灵活,取水库表层水范围小、工程投资节省等优点。     

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。     

分层取水结构型式对取水水温影响的试验研究

本文采用水温分层物理模型,针对传统叠梁门、叠梁门+水平帷幕、进水口前置帷幕三种结构的分层取水特性进行了对比试验研究,研究了分层取水结构型式对取水水温的影响,并分析了出现差异的原因。研究结果表明,取水结构上游拖曳层的厚度、垂向位置、水温及流速分布,是影响分层取水效果的重要因素:传统的叠梁门由于受门顶以下拖曳层的影响,底部冷水进入,取水效果相对较低;通过在门顶设置水平帷幕,阻挡下部低温水爬升,有助于提高取水效率;通过在进水口上游库区设置隔水帷幕,该取水断面表层温水拖曳流速增大,底层冷水拖曳流速减小,使取水效果得到进一步提升。上述试验结果为分层取水建筑物结构布置的优化改进提供了新的努力方向。     

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。     

基于立面二维水动力-水温耦合模型的水库水温分布

建立了考虑浮力影响的立面二维水动力-水温耦合数学模型,对温差异重流进行了研究,分析了浮力流的水流结构和温度分层的形成、发展过程,利用水库物理模型的试验数据对模型进行了验证,再将该模型应用于一拟建水库,模拟预测了该水库建成后夏季典型条件下库区的流场及温度场分布,研究了不同高程放流洞放水对库区流场、温度场及下泄水温的影响。     

水库库首水温分层流物理模型试验分析

大型水库由于水温分层现象易对生态环境造成一系列不利影响,但由于水深较大现场测量困难,水温分层的实测资料极少,对其研究尚不够深入。通过物理模型试验模拟并测量了春末夏初水库库首水温分层的形成和演化过程,分析了流量和出水口位置对水温在垂向和水平分布的影响。结果表明:① 由于分层流流动的特点和水动力条件的差异,水温垂向结构在温度分层的演化过程中表现为多种形式。② 垂向温差取决于上下游位置、入库流量和水库出水口的高度。通常在垂直方向上,上游温差要比下游大。随着进水口流量的增加和出口位置高度的提高,垂向温差也随之加大。③ 水平方向上的水温分布与水深、进水口流量和出水口高度有着密切联系。在水库的表面和中部位置,上游水温要高于下游水温。然而在特定条件下,如进水口流量较大且出口位置在表面时,上游水温要低于下游水温。④ 水流的出口温度受进水口流量和出水口位置的影响。较低的出水口位置会导致出水温度较低,在初始时段尤为明显。     

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。     

糯扎渡水电站叠梁门试运行期实测水温与数值模拟水温对比分析

为尽量发挥分层取水措施的生态效益和电站的经济效益,将糯扎渡水电站叠梁门试运行期实测水温与数值模拟水温进行对比,发现:(1)2015年、2016年4—8月坝前库区实测的表层水温与数值模拟的表层水温有-16%~29%的偏差;(2)糯扎渡电站坝前库区实测水温分层状况和数值模拟结果一致,属全年分层型,但试运行期间水温分两层的时段约为4个月,水温分层厚度与数值模拟的分层厚度存在差异,而且4—8月中、上层的实测水温高于数值模拟水温;(3)数值模拟预测过高地预判了电站汛期水库蓄水位,从而过高地估计了4—8月的下泄水温影响,过低地预测了分层取水措施的升温效果;(4)设计推荐的叠梁门运行调度方案总体可行,但可能偏保守。根据上述对比分析结果,建议充分利用实测水温数据,对叠梁门设计进行效果评估,进一步优化分层取水措施设计并完善叠梁门运行调度方案。     

基于下泄水温控制考虑的水库分层取水建筑物设计

水库分层取水建筑物主要有两大类，即竖井式和斜涵卧管式。斜涵卧管式只能适用于取水深度、流量较小的水库，竖井式可用于取水流量较大的深水水库。通过设置不同高程进水口或竖向流道，由闸门控制实现表层取水，提高下泄水温。结合江坪河水电站工程分层取水建筑物设计实践，对竖向流道型和分层进水口型分层取水建筑物进行了方案比选，对选定的竖向流道型分层取水建筑物，从结构布置、流道设计、金属结构、操作运行等方面进行了探讨，并给出了江坪河水电站设计实例。     

无级调节溢流式进水口结构优化设计

前置挡墙是改善水库下泄低温水的重要工程措施,但对坝前水位变动适应性差,限制了其应用范围.为设计更优化的进水口结构,以贵州董箐水电站为例,利用ANSYS Workbench仿真平台,建立二维数值模型,分析了进水口前无工程措施和设置直立挡墙、弧形挡板和橡胶坝等4种进水口结构的下泄水温、进水口附近的流速分布和结构受力.结果表...     

基于EFDC的西南地区某水库水温结构模拟研究

为预测西南地区某水库的水温分布规律,本文以EFDC模型为基础,参考二滩水库、三峡水库和阿海水库等算例的模型参数取值,建立了该水库二维水温模型,对该水库典型平水年水温分布进行预测,分析了该水库水温分层及下泄水温的变化规律。模拟结果表明:(1)典型平水年夏季该水库会出现水温垂向分层现象,其中6月份垂向温差最大达到10℃;(2)水库表层水体温度呈现出季节性的变化规律,日间变化也十分明显,底层水体温度比较稳定,仅随季节更替稍有变化;(3)水库取水口底板高程620 m时,下泄水温与天然水温比较,下降幅度小于0.5℃。     

马来西亚巴贡水电站进水口设计

马来西亚巴贡水电站进水口设计存在水位变幅大,库水温度分层等特殊问题,下泄库水质量满足下游河道生态要求,因此要求进入引水隧洞的水流来自水库表层。根据这一要求,在进水口拦污栅上游侧设置了一个特殊结构,即导水叠梁,通过改变导水叠梁高度,可以满足要求。     

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℃。