减少低温下泄水不利影响的水库取水方法研究

采用立面二维水温模型研究了水库运行对下泄水温的影响,对单层进水口和2层叠梁门两种不同的水库取水方式,分别预测了对应的水库下泄水温的变化,据此探讨了锦屏一级水库不同取水方式对水库下泄水温的影响。结果表明:与单层进水口相比,2层叠梁门方案的下泄水温在春季偏高,冬季偏低,更接近于天然水温过程,对下游河道水温过程的改变较小,有利于维持下游河道原有的水生生态环境,是对下游河道水生生态环境改变较小的水库取水方案。     

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。     

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。     

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。     

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。     

南沟门水利枢纽工程下泄低温水对下游洛惠渠灌区影响初探

分层型水库水温的变化主要在垂向,其水温随水深变化可能导致水库放水水温与天然河道水温有较大差异,而低温水灌溉往往会造成农作物减产现象.因而,水温便成为以水库为水源灌区关注的一个重要指标.延安市南沟门水利枢纽工程的主要任务之一是向其下游洛惠渠灌区补水,其建成后水库将会成为水温分层型,必然导致水库运行期间向洛惠渠灌区补水时段下泄水温与天然河道水温有较大差异[1].采用经验法可以预测南沟门水利枢纽向洛惠渠灌区补水时段下泄水温在流经下游河段到达洛惠渠灌区取水口时的恢复程度,据以分析对灌区农作物的影响程度.     

迪那河五一水库水温预测分析研究

对迪那河五一水库水温结构类型进行判别,用经验公式法对水库水温及下泄水温进行预测,并对其进行分析。结果表明:水库各月的月平均水温在45m水深以下,水温保持不变,在0―45m水深范围水温变化有所不同;水库下泄水温在4月至10月恒为7.5℃,比月平均水温略低,但要低于河道水温。水库对水温有一定的调节作用,在外界气温高的阶段能抑制水温的升高,相反能抑制水温的降低。迪那河汛期时的河流泥沙及水库运行方式对水库中底层水温及下泄水温有一定的增温作用。     

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。     

基于下游生境水温需求的水库分层取水调度研究

水库蓄水后,其下泄水温与天然水温存在明显的差异,会对下游河道水生生物特别是鱼类的生存繁殖产生直接影响,降低物种多样性,因此需要采取措施提高下泄水温。以浙江省滩坑水库为研究对象,建立了坝前三维水温模型,并利用实测垂向水温数据进行率定验证;然后,基于下游水生生物水温需求,探讨水库分层取水调度方案以改善河道水温。结果表明：水库各月份下泄水温与天然水温的温差在-8.3～0.2℃之间;通过一维水温模型对坝下游河段进行水温模拟,发现近坝段水温均不能满足土著鱼类特别是国家一级保护动物鼋产卵期水温需求;采用叠梁门分层取水措施,可使得鼋自然保护区处夏季各月下泄水温保持在18℃以上,可使国家一级保护动物鼋产卵期恢复到6～8月份。研究成果对水库生态调度具有参考价值。     

梯级水电站对库区和河道水温的影响预测

针对某河流梯级水电站水库中不同的水温结构类型,分别建立了一维和三维水动力与水温数学模型,对建设梯级电站后库区及河道的水温变化进行研究。研究结果表明,建设梯级电站后改变了库区水温的垂向分布,增大了水库表层和底层水温温差;改变了下游河道水温的时空分布,降低了下泄水流全年平均水温,减小了年内水温变幅。     

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℃。     

汤村水库水温时空分布特征

水库水温分层影响下游鱼类等的繁殖和农业灌溉作物的生长。采用EFDC模型,建立三维水动力模型,模拟汤村水库水温特性,分析水库水温时空分布特征。结果表明:汤村水库从水面到水面下12 m水温随气温变化而变化,库表水温在1.0~28.5℃之间变动,8月水库水温最高;水体水温随水体深度增加而下降,且沿水深方向下降梯度逐渐变小,1月水库表层水温与中下层水温基本一致;河道水温在坝址下游约3 000 m处恢复至天然河道水温,水库下泄水体温度对天然河道影响较小。     

丹江口水库下游河道水温恢复过程二维数值模拟

大中型深水库蓄水后改变了原有天然河道水温的时空分布,沿水深方向会出现水温分层现象。由于取水高程不同,水库流入下游河道的水温值会随取水高程的不同而不同,流入下游河道的水体会在各种热能因子的作用下逐步恢复到天然水温。对丹江口水库下游270 km河道进行二维数值模型计算,其河道水温的恢复过程基本与实际监测结果一致,河道二维数值模型可以用于水库下游河道水温预测,为水库修建后对下游河道水温环境的变化提供依据。     

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。     

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。     

大型水库不同取水方式对下游鱼类生态环境影响研究——以贵州省夹岩水利枢纽工程为例

大型水库建设使得下泄水体水温发生改变,对下游生态环境产生不利影响。以贵州省夹岩水利枢纽工程为例,运用数值模拟方法,分析工程建设后库区水温垂向分布及其低温水下泄影响。研究结果表明夹岩水库库区垂向水温稳定分层,库区表底层温差随着季节变化明显,表层水温主要取决于光照强度,底层水温较稳定。与单层取水方式相比,分层取水方式能有效提高夏季下泄水体水温,降低下泄水体与天然水体温差,缩短下泄低温水恢复距离,减缓对下游河道特征鱼类生存环境的负面影响。     

三峡水库水温变化特性及影响分析

三峡水库为年调节大型水库,蓄水后改变了原有天然河道形态,同时也改变了河道径流的年内分配,引起河道水温发生了一定的变化。基于2014年4~5月监测断面垂向水温数据和库区多年水文站网水温实测数据,分析了蓄水后库区及坝下宜昌河道水温变化的特点及影响因素,进而研究了水温变化对下游水生生态的影响。实测结果表明:三峡水库坝前水温分层现象不稳定,水库下泄水流在低温水层以上,水库蓄水对下游宜昌河道水温有一定增温效应和时空上滞后迟变现象,使四大家鱼和中华鲟产卵繁殖时间出现推迟。研究结果可为今后开展生态补偿调度提供一定参考。     

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。     

怒江梯级水电开发对水温的影响及对策研究

为科学评估水电开发带来的温度变化影响,应用MIKE11软件建立水温预测模型,以怒江中下游"一库四级"梯级开发方案为研究对象,对各库区水温结构及下泄水温进行预测,研究库群形成状态、水库调度运行方式等对河道水温的累积作用。针对梯级水电建成后的冷水下泄问题,从取水方式和调度方式等方面提出相应对策,为梯级水电站运行的水温控制提供一定技术支撑。     

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。