水库水温计算方法综述
水温的测定方法
水温的测定方法一、概述水温即水体温度，是水质理化检验必需测定的项目。
正常状况下地表水的温度随日照、气温而变幻，且总是落后于大气温度的变幻，其变幻范围大约在0.1～30℃。
地下水受地层深度和自然地质条件的影响，其水温变幻很大，往往有100℃以上的差别，如幼年火山地域的地下水温度高达100℃以上，而冰川的地下水常低于0℃。
但是同一地点的地下水温度则比较恒定，通常为8～12℃左右，且地下水深度越深，水温就越恒定，深井水也是如此，冬夏时节温差不超过2℃。
影响水温的主要因素是气温柔热污染。
火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，石油、化工、造纸等工厂排出的生产废水中均含有大量废热，这些热量不断流入地面水系，会使一些地区的地面水温度上升到35～40℃，俗称“人工温泉”。
水温与水的物理和化学性质疏远相关。
水中挥发性物质、溶解性气体、水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、矿化度、电导率、pH等都受水温变幻的影响。
水体受到热污染后首当其冲的受害者是水生生物，普通水生生物能正常生存的温度上限是33～35℃。
水温上升使水中的溶解氧削减，水体处于缺氧状态，造成大部分水生生物和鱼类种群转变或死亡，还可使厌氧菌大量繁殖，有机物腐败加重，从而影响环境和生态平衡。
此外，河水水温升高给一些致病微生物提供了一个人工温床，使它们得以滋生、泛滥，引起疾病流行，危害人类健康。
因此，水温不仅影响农业、渔业、水产业和水生生态环境，而且还间接影响人体健康。
我国农田浇灌水质标准规定水温≤35℃；地表水环境质量标准规定人为造成的环境水温变幻应限制在：周平均最大温升≤1℃，周平均最大温降≤2℃。
二、测定办法水温为各类水样采集时现场必需测定、记录的项目之一。
水温的测定办法有棒状水银温度计测定法、水温计或颠倒温度计测定法、数显式热敏电阻温度计测定法、语音式热敏电阻温度计测定法、卫星遥感监测法等。
中国国家标准《水质水温的测定》(GB13195-91)中规定用水温计或颠倒温度计测定水温，该法适用于井水、江河水、湖泊和水库水以及海水水温的测定。
两种常用经验公式法计算水库水温效果比较研究
两种常用经验公式法计算水库水温效果比较研究颜剑波;楚凯锋;张德见;李璜【摘要】大中型水电水利工程建设引起的低温水下泄问题是主要的生态问题之一.目前水库水温计算有经验公式法和数学模型法两大类.指数函数法和余弦函数法是目前水库水温计算两种常用的经验公式方法,也是现有规范推荐的方法.选取了我国11个不同类型的代表性水库,利用实测资料分析研究了两种方法在计算水库水温精度的差异.通过比较研究,笔者建议在有较好的类比水库资料时采用指数函数法,否则建议采用余弦函数法.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】6页(P117-122)【关键词】水库水温计算;经验公式法;指数函数法;余弦函数法【作者】颜剑波;楚凯锋;张德见;李璜【作者单位】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,长沙410014;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,长沙410014;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,长沙410014;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,长沙410014【正文语种】中文【中图分类】X524水电水利工程特别是大中型水电水利工程建成后，水库在沿水深方向上呈现出有规律的水温分层，大致表现为：冬季库区趋于等温分布，下泄水温较天然情况高；春、夏季库表水温高，库底水温低，下泄水温较天然情况低。
下泄低温水可对鱼类造成突出的不利影响。
水温变冷，水体的溶氧量和水化学成分将发生变化，影响鱼类和饵料生物的衍生，致使鱼类区系组成发生变化。
下泄低温水将使鱼类产卵季节推迟、影响鱼卵孵化甚至造成不产卵。
下泄低温水还会降低鱼类新陈代谢的能力，使鱼生长缓慢。
水温低、饵料生物生长缓慢，将直接影响鱼类的生长、育肥和越冬。
低温水会对农作物产生“冷害”影响，造成减产甚至绝产。
原国家环境保护总局2005年12月在北京召开了水电水利建设项目水环境与水生生态保护技术政策研讨会，会议形成的“关于印发水电水利建设项目水环境与水生生态保护技术政策研讨会会议纪要的函”(环办函〔2006〕11号)提出关于水库水温的计算主要有：东勘院计算方法(本文中称指数函数法)、中国水科院方法(本文中称余弦函数法)等经验法，以及垂向一维模型、立面二维模型和三维模型等数学模拟法。
库水温分布计算与分析
最大坝高 ９４ ００ｍꎬ 正常蓄水位 ６４６ ００ｍꎬ 死水位
的是东勘院方法( 收录于« 水利水电工程水文计算
规范» ) 和朱伯芳方法( 收录于« 混凝土拱坝设计规
６２０ ００ｍꎮ 图 １ 为 ＳＫ 水库上游立视图ꎮ
范» ) ꎮ 经验公式法具有简单实用和参数少的优点ꎬ
２ １ ２ ＳＫ 水库温度计布置原则
ＳＫ 水库大坝在典型坝段(６ ＃ 、 ９ ＃ 、 １３ ＃ 坝段) 上
但是该方法是基于实测的水温数据进行数理统计分
时统计的水库样本空间有限ꎬ 不能真实地反映所有
游面布置 ３７ 支温度计( 差阻式传感器) 监测库水温ꎮ
水库的垂直向水温分布规律ꎬ 所以经验公式法具有
位置固定竖直方向的钢筋ꎬ 将温度计用土工布扎带
接影响大坝的基础温差和温控计算标准ꎬ 从而影响
２ 基本资料
混凝土大坝的温控防裂设计 [３￣５] ꎮ
２ １ ＳＫ 水库水温实测资料
目前我国水利工程设计中预测大坝库水温度分
２ １ １ ＳＫ 水库水简介
布的方法主要有: 经验公式和类比方法ꎮ
(１) 经验公式法 ꎮ 经验公式法是基于大量水库
ＳＫ 水库位于新疆布尔津地区与 ＱＢＴ 水库气温
３ 溧阳市水利局ꎬ 江苏 溧阳 ２１３３００ꎻ ４ 湖南省水利水电勘测设计研究总院ꎬ 湖南 长沙 ４１００００)
摘要: 水库的库水温是混凝土重力坝及拱坝重要的温度边界条件ꎬ 也是混凝土大坝在施工过程中温度应力分析和
混凝土拱坝运行期温控荷载计算的一个重要影响因素ꎮ 研究 ＱＢＴ 水库水温分布规律ꎬ 采用类比和经验公式方法
与钢筋捆绑在一起ꎬ 混凝土浇筑过程中在温度计附
收稿日期: ２０２０￣０９￣０２
作者简介: 田 野(１９８７ 年—) ꎬ 男ꎬ 工程师ꎮ
水库水温计算方法综述
水库水温计算方法综述摘要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。
本文介绍了主要的水库水温计算方法，回顾了国内外水温模型与软件的发展。
最后，指出了当前水库水温计算中存在的问题和不足，结合已有的研究成果对水温数学模型的应用前景和发展趋势进行了展望。
关键词：水库；水温；计算方法；数学模型ABSTRACTWater temperature stratification within reservoirs underflows and the “chilling injury”caused by the discharged low-temperature water flows pose one of the primary concern for both eco-environmental conservation and hydropower operation. It is therefore, study on impacts on eco-environmental from reservoirs underflows temperature appear to be practically useful. This paper mainly reviews the development in water temperature models and software in home and abroad, then examines the primary approaches for calculation of reservoir water temperature. Finally, the existing problems, application prospect and developing trend of thermal mathematical models are also pointed out.Key words:reservoir; water temperature; computing method; mathematical model检索策略[检索策略]:1)检索数据库：CNKI数据库、万方数据库、维普数据库、SCI数据库。
规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究
&
结
论
根据上述分析比较， 规范中提供水温经验预测 方法是根据特定水库水温资料拟定的相关关系， 在 推广移植使用时均存在不同程度误差。 % " 东勘院法对丹江口水库的库底水温计算误 差很大， 最大绝对误差达到 -*%) ； 而对二滩水库的 计算结果稍好， 最大绝对误差达到 "*$) 。水库所 在纬度对该方法的影响较大。 !" 朱伯芳法对二滩水库垂向水温的总体模拟 精度较差， 对漫湾水库 ! 月份模拟精度较好。因为 漫湾水库是过渡型水库， 二滩水库为分层型水库， 因 ・ #$ ・
第 !" 卷第 # 期 !$%% 年 & 月
水 资 源 保 护 ’()*+ +*,-.+/*, 0+-)*/)1-2
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规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究
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一个计算湖泊(水库)自然水温的新公式
一个计算湖泊(水库)自然水温的新公式
白振营
【期刊名称】《水文》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】通过对全国部分蒸发试验站和电力系统水面散热系数测试协作组各试验点实测资料的统计、分析，采用水文气象常规方法，研究了陆面天然和人工水域自然水面温度（以下称自然水温）的变化规律，讨论了自然水温与气温、相对湿度、风速等气象要素的关系，建立了一个计算湖泊（水库）自然水温的新公式。
【总页数】4页(P29-32)
【作者】白振营
【作者单位】新疆电力设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TV697
【相关文献】
1.介绍一个室内单管顺流系统各层水温的计算公式 [J], 迟焕玺
2.一种常用水库水温计算经验公式的改进研究 [J], 颜剑波;楚凯锋;张德见;邱进生
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4.用一个2维DFT计算实矩阵的二维DFT和另一个实矩阵的2维DFT的IDFT的新公式及其应用 [J], 孙琦;唐远炎
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水库水温计算方法综述
水库水温计算方法综述摘要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。
本文介绍了主要的水库水温计算方法，回顾了国内外水温模型与软件的发展。
最后，指出了当前水库水温计算中存在的问题和不足，结合已有的研究成果对水温数学模型的应用前景和发展趋势进行了展望。
关键词：水库；水温；计算方法；数学模型ABSTRACTWater temperature stratification within reservoirs underflows and the “chilling injury” caused by the discharged low-temperature water flows pose one of the primary concern for both eco-environmental conservation and hydropower operation. It is therefore, study on impacts on eco-environmental from reservoirs underflows temperature appear to be practically useful. This paper mainly reviews the development in water temperature models and software in home and abroad, then examines the primary approaches for calculation of reservoir water temperature. Finally, the existing problems, application prospect and developing trend of thermal mathematical models are also pointed out.Key words:reservoir; water temperature; computing method; mathematical model检索策略[检索策略]:1)检索数据库：CNKI数据库、万方数据库、维普数据库、SCI数据库。
水库水温计算方法探讨 蒋红
水库水温计算方法探讨蒋红国家电力公司成都勘测设计研究院成都610072一、计算方法介绍预测水库水温分布的方法较多，按其性质，可划分为经验法和数学模型法两大类。
1.1 经验法70年代以来，为了解决生产实际问题，国内提出了许多经验性水温估算方法。
这些方法都是在综合分析国内外水库实测资料的基础上提出的，具有简单实用的优点。
其中水电部东北勘测设计院张大发和水科院朱伯芳提出的方法分别编入水文计算规范和混凝土拱坝设计规范。
1993年中南勘测设计院《水工建筑物荷载设计规范》编制组和水利水电科学研究院结构材料所，在朱伯芳提出方法的基础上，利用数理统计原理进行统计分析，并按最小二乘法原理拟合得出了一套计算公式(即水库水温的统计分析公式)。
三种经验法的计算公式如下：1.1.1 东勘院法计算公式为：式中，T y―水深y处的月平均水温；T o―月平均库表水温；T b―月平均库底水温；m―月份。
该项成果是在综合国内水库实测水温资料的基础上提出的，用于水库的水温预测，应用非常简便，只需已知各月的库表库底水温就可计算出各月的垂向水温分布。
库底库表水温可由气温水温相关法或纬度水温相关法推算。
在计算中考虑分层型水库库底水温不变的特点，提出两套库底水温与纬度的相关曲线。
限于篇幅有限，各相关曲线详见文献［1］。
1.1.2 朱伯芳法该方法以国内外15座水库实测水温资料为基础，总结归纳出水库水温的周期性变化规律，并通过余弦函数进行模拟。
计算公式为：式中，T(y,t)―任意深度y、t月的水温；T m(y)―任意深度y的年平均水温；A(y)――库底水温；b―库表水温；H―水任意深度y的水温变幅；ε―水温相位差；Td库深度，ω为温度变化频率，ω=(2π)/(P)，P为温度变化周期(12个月)。
对于一般项目，在工程设计中各项参数的取值为α=0.040，β=0.018，γ= 0.085，d=2/^15,f=1/^30。
库表和库底水温均可由气温确定，因此该项成果应用简便，只要已知库区多年平均气温资料及水库水位就可计算出各月的垂向水温分布。
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2国内外水库水温研究方法
目前，国内外对分层水库水温的研究方法主要有经验法，数值模型法，物理模型法，类比法等[3]。
2．1经验法
为了解决实际生产问题，国内提出了许多经验性水温估算方法，最有代表性的几种经验性公式有：水电部东北勘测设计研究院张大发和中国水科院朱伯芳提出的方法，以及中南勘测设计研究院《水工建筑物荷载设计规范》编制组和水利水电科学研究院结构材料所提出的统计公式。
Key words:reservoir;water temperature;computing method;mathematical model
检索策略
[检索策略]:
1)检索数据库：CNKI数据库、万方数据库、维普数据库、SCI数据库。
2)检索词：水库（reservoir）、水温(temperature )、综述（review）
东勘院法公式：
其中：
式中，Ty为水深y处的月平均水温（℃）；To为水库表面月平均水温（℃）；Tb为水库底部月平均水温（℃），对于分层型水库各月库底水温与其年平均值相差很小，可用年平均值代替；y为水深（m）；m为月份，1，2，3，…，12。
朱伯芳法公式：
式中，T(y，τ)为水深y处在时间为τ时的温度（℃）；Tm(y)为水深y处年平均温度（℃）；A(y)为水深y处的温度年变幅（℃）；ε为水温与气温变化的相位差（月）；Td为库底水温；b为库表水温；H为水库深度；ω＝2π/P为温度变化的圆频率，其中P为温度变化的周期(12个月)[4,5]。
3) 检索式：检索式一：发表时间between(2000,2012)*(题名=水库*题名=水温 )(精确匹配)。检索式二：题名=水库水温*题名=综述 (精确匹配)。
4）检索结果：
检索式一检索结果
CNKI数据库：期刊论文(109) 学位论文(20) 会议论文(3) 外文会议(1)
万方数据库：期刊论文(99)学位论文(22)会议论文(15)
水温不仅是水库水环境中的主要研究内容,也在水库的规划设计和运用管理中起着重要作用。一方面为了更好地发挥已建水库的功能,提高水库效益；另一方面为了更好地利用水资源,因此研究水库水温的变化规律,对于工程的环境保护和工程的建设及运行有重要意义[1]。
不同的湖泊和水库，水温垂向分层的差异是很大的，一般由强到弱划分为三种类型：分层型、过渡型和混合型。分层型水库的水体上部温度竖向梯度大，称为温跃层或斜温层；在水体表面由于热对流和风吹掺混，水面附近的水体产生混合，水温趋于一致，这部分水体称为同温层或混合层；水库底部温度梯度小，称为滞温层。但是到冬季则上下水温无明显差别，严寒地区甚至出现温度梯度逆转现象，上层接近于0℃，底层接近于4℃。混合型无明显分层，上下水温均匀，竖向梯度小，年内水温变化却较大。
水库水温计算方法综述
水库水温计算方法综述
摘 要
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。本文介绍了主要的水库水温计算方法，回顾了国内外水温模型与软件的发展。最后，指出了当前水库水温计算中存在的问题和不足，结合已有的研究成果对水温数学模型的应用前景和发展趋势进行了展望。
关键词：水库；水温；计算方法；数学模型
ABSTRACT
Water temperature stratification within reservoirs underflows and the“chilling injury”caused by the discharged low-temperature water flows pose one of the primary concern for both eco-environmental conservation and hydropower operation. It is therefore, study on impacts on eco-environmental fromreservoirsunderflows temperature appear to be practically useful.This papermainlyreviews the development in water temperature modelsand software in home and abroad, then examines the primary approaches for calculation of reservoir water temperature.Finally, the existinct and developing trend of thermal mathematical models are also pointed out.
2．2数值模拟法
美国和苏联在20世纪30年代开始了水温的监测分析工作，并在以后的发展过程中，在水温数学模型的建立和应用方面一直处于世界前列，苏联在现场试验方面做了大量的深入细致的工作，日本在水库低温水灌溉对水稻产量的影响及水库分层取水方面进行了很多研究。70年代国外研究水库水温比较活跃[6,7]。
维普数据库：期刊论文(102) 学位论文(22) 会议论文(4)
SCI数据库：期刊(26)。
检索式二检索结果
CNKI数据库：期刊论文(4)
万方数据库：期刊论文(3)
维普数据库：期刊论文(3)
SCI数据库：期刊论文(1)
1水库水温分层现象
在河流上修建大坝形成水库,水库蓄水后带来了发电、防洪、灌溉、航运、旅游等综合效益,但同时由于水库蓄水,将改变库区及大坝下游河段的水文情势和水环境状况,水温是水质因素的一个重要变量,在确定其他水质指标的过程中往往与水温有关。而水温的变化,对库区及下游河段的水生生物、农田灌溉、和生活用水等将产生重大影响,并且对水工坝体温度应力分析、施工温控设计、继电机组冷却等也有重要影响。