考虑多要素影响的汤河水库水温结构模拟与分析

为全面掌握汤河水库全库区水温结构变化及多种要素对水温的影响程度和范围,建立水库的三维水动力水温模型,结合水温分层指数(RWCS)量化水温结构,并考虑气温、蒸发、入流水温及流量多要素,预测不同情景下的水温变化。经验证模型实测与模拟水位决定系数(R^(2))为0.991,表中底层实测与模拟水温R^(2)分别为0.985、0.976和0.958,模型精度良好。预测结果表明:从库尾到坝前水温垂向结构差异明显,水温分层持续时间不同;水库水温分层与气温和蒸发量呈正相关,而与入流水温呈负相关,且主要影响时期为夏季分层期;入库流量越大,径流潜入库区位置越往下,对温跃层的破坏和影响范围越大,大洪水后水温分层显著减弱。

水库水温研究进展及趋势

水库水温时空分布的变化对库区及下游河道环境及水生生态系统等产生重大影响,水库水温研究对库区及下游河道生态环境保护具有重要意义。回顾了国内外水库水温研究历程,介绍了主要的水库水温结构判别方法和水库水温研究方法,重点论述了水库水温机理性模型与智能算法模型的最新动态及前沿进展,总结归纳了水库水温分层特性、生态环境影响及其改善措施的最新研究成果,提出了未来重点研究方向:梯级水库影响下流域河-库系统水热传递规律、基于非静压的水库水流水温耦合计算、面向下游水温改善的水库分层取水生态调度。

水库水温研究现状及发展趋势

水库水温是国内外重点关注问题,本文梳理了水库水温的主要研究内容,回顾了国内外水库水温研究进展,介绍了主要的水库水温结构判别方法和水库水温计算方法.最后,总结了我国水库水温研究现状及存在问题,并提出了今后的发展趋势.

水库水温数学模型及其应用

对标准k-ε紊流模型进行浮力修正,建立了剖面二维及三维水库水温计算的浮力流模型并采用已建漫湾水库库区实测水温资料对模型进行了检验。将检验后的模型应用于瓯江滩坑水库的水温分布预测研究中,其中采用剖面二维模型进行全库水温分布预测,并为坝前三维模型提供进口边界;采用三维模型对近坝段水流结构以及水电站下泄水温进行精确模拟,从而实现下泄水温的精确模拟。根据计算结果,分析了水库建成后下泄水温与天然水温的差异,对比了各典型年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的差别,为该电站取水口高程和机组运行方式的制定提供了一定的参考依据。

水库水温数值预测方法

水库水温是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,合理地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。通过对多个水库水温的调查分析及预测研究,总结出水库水温分布的基本规律和主要影响因素,主要影响因素包括: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主要方法,并采用水库水温数值分析软件,对二滩水库和锦屏一级水库水温进行数值预测,结果与实测资料吻合良好。

考虑淤沙影响的高拱坝水库水温数值分析

本文考虑高拱坝水库淤沙的影响,采用热流耦合方法对水库立面二维水温数学模型进行数值分析,探讨高拱坝水库水温的分布规律。在此基础之上,分析了水库水温分层的形成过程及原因,并重点探讨了淤沙对高拱坝水库水温以及运行期应力的影响,对比分析了水温的规范算法、实测值和本文数值计算方法之间的差别,并对规范的水库水温计算方法进行了评价。二滩水库的数值计算结果表明,在1 060m高程以下,考虑淤沙的影响更接近实测的水温结果,而按照规范方法计算的水库水温边界条件,具有较大的安全裕度。

二滩水库水温结构及其影响因素研究

应用MIKE3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。

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。

支流影响下的水库水温预测模型

采用宽度平均的立面二维水温模型,通过分析支流和主库之间的相互影响,提出了支流与主库耦合的简化方法,建立了考虑支流影响的水库水温模型。在考虑有无支流影响的条件下,对水库水温分布、水库下泄水温和坝前垂向水温分布均作了比较,结果表明支流对水库水温分布有一定的影响,所建立支流与主库耦合的立面二维水温模型能够较好地反映存在支流影响的水库水温分布,预测水库水温分布比较合理。

水库水温分布结构识别的高斯过程机器学习方法

利用高斯过程机器学习模型建立水库水温垂直分布结构类型与其复杂影响因素之间的非线性映射关系,提出一种基于高斯过程机器学习的水库水温垂直分布结构类型的模式识别方法。工程实例应用表明,该方法具有模型参数自适应确定、容易实现且识别精度高等优点。

简述水库水温预测计算方法

在对水库水温主要影响因素进行深入分析的基础上,从计算原理和适用性两方面介绍和比较了四种常见的水温计算方法,并将其应用于对水口水库水温的计算分析,结果表明:应用数学模型法计算水温结果更接近实测值,计算精度更高。

水库水温研究方法述评

阐明了研究水库水温的意义,对国内外水库水温研究方法进行了述评,指出了各种方法的优缺点,在此基础上,探讨了今后水库水温的研究方向。

漫湾水电站水库水温分布观测与数学模型计算研究

近年来建设的高坝大库越来越多,下泄低温水的影响日趋严重,对水库下泄低温水的影响和减缓措施的研究应给予关注和不断加强。本文是对已投入运行的漫湾水电站库区的水温结构进行研究。通过2004年2月对漫湾水库进行水温分布现场观测,并辅以三维数值模型计算,获得了较详细的水温分布成果。研究结果表明,漫湾水库的水温结构既不属于典型分层型又不属于完全混合型,应属于局部分层型或过渡型。该成果对于流域梯级水电开发对水环境的影响研究,具有一定的代表性,可用于类比分析研究与漫湾水库条件类似的其它水电站。

紫坪铺水库水温变化规律

水库水温对于生态系统具有决定性的影响。对紫坪铺水库库尾天然河道、坝下进行逐时连续观测,分降温期和升温期对紫坪铺水库进行两次全库区观测,结合数值模拟对观测结果进行了分析。紫坪铺电站调节导致下泄水温呈现冬季高温和春季低温现象,下泄水温变幅远低于入库水温变幅。数值模拟较好地计算了库尾水温无分层结构到坝前分层结构的发展过程,模拟出在入流、出流和水气界面热交换影响下垂向温跃层的形成和发展。水库淤积和发电进水口附近的三维流场效应导致枯期计算水温系统性偏低于实测水温。

河道与水库水温模拟及预测模型概述

论文阐述了河道及水库水温预测对工程建设及生态环境保护的作用。通过介绍河道及水库水温的计算模型,对各种水温模型的适用性及优缺点进行了评述。对于应用立面二维水温模型和三维水温模型,指出应注意紊流模型选取、自由水面模拟方法和网格划分等问题。

水库水温模拟预测中常见问题探讨

针对影响水库水温模拟效果的常见问题,提出以水温-气温相关法确定缺乏资料地区的现状水温,对水库地形校正效果开展定量分析,讨论了气温直减率对水气界面长波辐射、蒸发、传导的影响程度,对比了部分气象经验公式的热通量计算差异,以二维模型为例定性分析了零方程与双方程紊流模式、静水压力假定与完整垂向动量方程的差异,提出了可通过热量收支平衡、逐月径流量与库容关系等方法定量检验模拟结果的合理性。

泥沙异重流对水库水温分布的影响——实例分析

一、引言水库水温分布是水库工程的规划、设计、施工和管理运行及水资源保护工作所必须的一项基本资料。人们对它已经研究了50多年(从美国和苏联30年代开始进行的水温监测分析算起),也取得了很多研究成果。但以往的研究很少涉及泥沙异重流对水温分布的影响问题,本文拟根据冯家山水库的实测资料,对此作一点初步分析和探讨。

水库水温模拟研究综述

水库水温分层及其低温下泄水造成的"冷害"是水电工程建设生态环境影响的重点关注问题之一,水库水温研究对于库区的生态环境保护具有重要的现实意义。以水库水温模拟研究为线索,介绍了主要的水库水温结构判别方法和水库水温计算方法,回顾了国内外水温模型与软件的发展,重点分析了水库水温的生态环境影响及其缓解措施。最后,总结了我国水库水温研究的现状及存在问题,并提出了今后的发展趋势。

金沙江典型水库水温影响因素敏感性分析

在拱坝温度应力计算等领域,库水温是重要的边界条件,对其计算精度要求较高,尤其对于高拱坝上游库水温而言,需要进行详细研究。库水温的影响因素较多,如河道的类型、水库的来水流量、来水温度、气象条件等,如何合理考虑各项因素对库水温分布的影响,对于计算的精确度意义重大。利用横向平均的二维水动力模型来研究金沙江上向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等4座水动力特征相似水库的水温时空动态分布,并以典型水库溪洛渡为例,对该水库的来水流量、来水温度和气象条件等因素进行敏感性分析。研究成果可为后续几座水库的水温计算分析提供参考。

水库水温结构影响因素及与下泄水温的变化关系

根据水库坝前垂向水温分布的特点,水库水温结构可分为分层型、过渡型和混合型。影响水库水温结构的因素很多,主要有来水水温、气象条件、径流特征、水库特性和运行方式。通过研究我国不同地域、不同规模的20多座水库实测水温资料,分析了水库水温结构变化规律。结果表明,径流-库容比(α值)是影响水库水温结构的最主要因素,并且与下泄水温存在良好的对应关系,根据该值可初步估算下泄水温变化范围。