山区水库水温预测及影响因素

山区水库的库区地形变化大、水文气象资料不足,对其水库水温进行准确预测的难度较大.结合老挝南俄河上的某山区水库,建立二维立面模型,基于FLUENT软件实现了水库水温预测,并对库区太阳短波辐射沿程分布及入流水温纵向分布等重要边界条件的取值方法进行了探讨.研究结果表明,库区太阳短波辐射可以按照沿程水面宽度与坝前水面宽度的比值进行折减取值;入流水温纵向分布可以采用分段函数,取值宜通过监测资料反馈分析确定.     

水库淤积前后水温结构的变化

水库中的泥沙淤积不仅减小了水库库容,而且对水库中的水温分布也产生了一定影响.以汾河水库为例,针对水库泥沙淤积现象较为严重的现状,对水库淤积前后的水温分布进行模拟预测.首先利用实际监测的水温数据对所建立的数学模型进行验证及参数率定,然后运用三维数学模型对2种条件下的水库水温进行了数值模拟,得出了汾河水库淤积前后的水温结构及全年下泄水温,并通过结果对比分析2种工况下水温结构发生变化的原因.结果表明:水库淤积前,夏季的水库水温分布的分层现象较淤积后更为明显,而且水温略高.这说明水库的水量和水深变化都会对水温结构产生影响,水深越浅,水温升高和降低的变化速度越快.     

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.     

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.     

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。     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区．采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响．分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响．     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区.采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响.分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响.     

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。     

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...     

波浪能发电装置叶轮轮毂半径FLUENT分析

采用FLUENT软件对波浪能发电装置中轴流式水轮机叶轮进行模拟计算,得出水叶轮在不同轮毂半径条件下受力、转矩等数据,并与试验结果进行比对,分析了轮毂半径对叶轮发电效率的具体影响,遴选出最合适的轮毂半径。研究结果表明本方法可提高叶轮优化效率,并证明了所提方案有效性,可为叶轮的优化设计提供参考。     

FLUENT软件在园林不规则池塘人工水力循环中的应用

以苏州古典园林为依托,运用FLUENT软件计算实施人工水力循环时不规则园林池塘水体的运动规律。计算以人工水力循环的不同工况为背景,得到了池塘水体中的流场计算结果,为实际运行提供依据。     

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.     

基于数学规划法的循环冷却水网络的优化

针对工业用水系统中最重要的循环冷却水进行了优化研究,分别建立了以流率最小和连接数最少为目标的数学模型,通过优化,可以得到循环冷却水量小,连接数少,结构简单的循环冷却水网络。所提供的实例说明了本文方法在工业应用上的有效性。     

基于FLUENT技术的迷宫密封泄漏量分析

采用GAMB IT软件建立迷宫通道的二维非结构化网格模型,利用FLUENT模拟迷宫密封的内部流动,分析空腔深度、间隙宽度、节流片的倾斜角对迷宫密封性能的影响,得到较为优化的迷宫密封结构。结果表明:间隙宽度增加,迷宫密封泄漏量逐渐增大,空腔深度和节流片倾斜角增大,泄漏量减小;间隙宽度和空腔深度对密封性能影响较大,而节流片倾斜角的影响较小.     

磨盘山水库温度场的数值模拟

基于EFDC建立水库水动力学模型进行流场、温度场、浓度场及生态过程的数值模拟是进行水库环境保护、管理及运行的有力工具.以磨盘山水库为研究对象,进行非稳态温度场数值模拟.结果表明:磨盘山水库水温全年均处于分层状态,库表分层现象最为明显,至库底分层减弱,库底水温变化平缓.4月垂向温差较小,6、7月形成表层温跃层,对于垂向传质具有一定程度的屏障作用,至9、10月份出现秋季翻滚,垂向掺混加强,对水质影响较大.因此,水库取水口深度应该随季节调整,丰水期至冬季时段,建议净水厂强化水处理工艺.     

水库水位的VMD-CNN-GRU混合预测模型

水库水位预测为其运营、防洪、水资源调度管理提供了重要决策支持.准确可靠的预测对水资源的优化管理起着至关重要的作用.针对水库水位数据的非线性、不稳定性以及复杂的时空特性,提出一种融合自适应变分模态分解(VMD)、卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)的混合水库水位预测模型.VMD通过对水位序列进行分解消除噪声,CNN用于有效提取水位数据的局部特征,GRU用于提取水位数据的深层时间特征.以葠窝水库日水位为例,与多个相关模型对比分析,结果表明:精度方面,新模型在选取的评价指标上均表现最佳;运算效率方面,本文选择的GRU与长短时记忆网络(LSTM)相比,运算效率显著提高.新模型预测的高精度、高运算效率更能满足实际水库水位实时调度的需求.