取水口高程对水库水温结构的影响研究

大石峡水电站进水口叠梁门分层取水

第２０卷　第６期

２０２２年１１月中国水利水电科学研究院学报（中英文）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．２０　Ｎｏ．６

Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０２２

收稿日期：２０２２－０２－０６；网络首发时间：２０２２－０８－１１网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１０．１７８８．ＴＶ．２０２２０８１０．０９１９．００１．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金项目（５１９０９２７８）；中国水科院基本科研业务费专项（ＨＹ１１０１４５Ｂ００２２０２１）作者简介：张文远（１９８０－），正高级工程师，主要从事水工水力学相关工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｗｅｎｙ８＠１６３．ｃｏｍ文章编号：２０９７－０９６Ｘ（２０２２）－０６－０５１６－０７

大石峡水电站进水口叠梁门分层取水试验研究

张文远，杨　帆，章晋雄，张宏伟

（中国水利水电科学研究院水力学所，北京　１０００３８）

摘要：为分析电站进水口采用叠梁门型式分层取水方案的可行性，本文通过１∶２１．０５的水工模型对大石峡水电站叠梁门分层取水进水口水力特性进行了系统研究。主要研究内容包括对不同叠梁门高度取水时，进水口的水流流态、叠梁门体的压力分布、叠梁门顶及竖向流道的流速分布、进水口段总的水头损失系数等。试验结果表明：电站进水口设置叠粱门后，叠梁门顶水头大于１８．０ｍ时不产生有害吸气旋涡，门体压力分布接近静水压力分布；进水口段的水头损失在１．１７～１．３０ｍ之间；靠近叠梁门门顶部位的水流流速较大，表层水流流速较小；叠梁门后不同高程竖向流道的水流流速接近于梯形分布，主流偏于进水塔靠下游挡墙侧。在进水口设置叠梁门进行分层取水方案是可行的。关键词：大石峡水电站；叠梁闸门；分层取水；水力特性；水头损失中图分类号：ＴＶ１３２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．１３２４４?ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｉｗｈｒ．２０２２００３４

古贤水库水温结构初步预测

古贤水库水温结构初步预测周伟东刘飞（黄河勘测规划设计有限公司环境与移民工程院）［摘要］黄河古贤水利枢纽工程是黄河上的又一重点工程，是黄河水沙调控体系的重要部分，它将对下游水温造成一定影响，本文用数学方法对水温进行预测，说明古贤水库水温结构及特点。［关键词］水温水温分层古贤水库 1 预测水温的意义古贤水利枢纽位于壶口瀑布上游约4 km，预测水温具有重要意义：首先，壶口瀑布冬季的冰瀑布是壶口瀑布风景名胜区主要景观之一，预测古贤水利枢纽的下泄水温，可以作为预测枢纽对冰瀑布影响的重要依据；其二，水温的变化对下游灌区的农作物生长造成一定影响，特别是夏季下泄水温偏低，这些低温灌溉水可能导致水稻、小麦等农作物减产；其三，鱼类的繁殖对水温也有一定要求，水温的变化将对水生生物造成一定影响。本次研究旨在研究古贤水利枢纽的水温结构，为水库取水口的设置提供参考，对保护冰瀑布景观、保证鱼类正常生活和农作物正常生长等均有重要意义。 2 判断古贤水库的水温结构类型水库水温结构的判别可以采用参数α-β法判断。 α=水库总库容多年平均径流量（1）

β=水库总库容一次洪水量（2）当α<10时，稳定分层型；当1020时，为混合型。对于分层型水库，如果遇到β>1的洪水，将出现临时混合现象；但如果β<0.5时，洪水对水库水温的分布结构没有影响。古贤水库坝址处多年平均径流量为227亿m３，蓄水初期水库总库容172亿m３，由公式（1）可得α=1．32。α<10，故而古贤水库水温结构属于稳定分层型。 β的计算结果如表1所示，除了最大12天洪量对应的β值0．54外，其余均小于0．5，洪水对水库水温的分布结构基本没有影响。表1 古贤水库β值表 3 水库垂向水温预测本次预测采用水科院朱伯芳公式对古贤水库垂向水温

进行初步分析。不同深度的月平均库水温变化可近似用余弦函数表示： T(y,τ)—水深y处在时间为T时的温度，℃； Tm(y)—水深y处的年平均温度，℃； A(y)—水深y处的温度年变幅，℃； ε—水温与气温变化的相位差，月； ω—温度变化的圆频率，ω=2π/p，其中p为温度变化的周期，12个月； τ0—年内最低气温至最高气温的时间，月； A0—表面水温年变幅，℃，一般地区A0=（T7-T1），在北方寒冷地区A0=T7/2+Δα，Δα为考虑日照引起的温度增量，根据实测资料Δα=1～2 ℃，取1.5。任意深度年平均水温Tm(y)估算采用下面关系式： Tm(y)=c+(T表-c)e-0.04y （6） c=(T底-T表e-0.04H)/(1-e-0.04H) （7） T表=T气修+Δb（8）式中：T表——库表年平均水温，℃； T气修—修正年平均气温，℃，年平均气温小于10 ℃的地区，T气修=1/12∑=121iTi，Ti为月平均气温，且当月平均气温小

水库分层取水方式的分析

刘景瑞

【摘要】根据已建分层取水口工程，对本工程水库水位及水温进行分析，得出引水洞进口采取上、中、下三层取水的引水方式，上层进口底板高程为1382.0m，中层进口底板高程为1369.0m，下层进口底板高程为1348.0m，该取水口引水方式及高程选取为工程设计提供参考。

【期刊名称】《吉林水利》

【年(卷),期】2016(000)008

【总页数】3页(P24-26)

【关键词】低温低浊;分层取水;分析;孔口高程

【作者】刘景瑞

【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐 830000

【正文语种】中文

【中图分类】TV671;TV62

随着社会经济的发展，城市工业及生活用水对水的质量要求越来越高，其相应水厂对原水的要求也会越来越高。取其合适的原水不仅从水厂处理措施上减少相应的投资，也会使水厂更快速的对水质进行处理后投入城市日常用水中。水质中最难处理为低温低浊现象，而如何减小低温低浊现象，则可从原水处进行分层取水从而达到减小低温低浊现象。

某水库承担着向某市和某工业园区供水的任务。水库总库容 7 374万 m3，正常蓄水位为1 394.50m，死水位1 353.30m。水库工程由粘土心墙坝、泄洪冲沙兼导流洞、溢洪洞、引水洞等组成，大坝为粘土心墙坝，最大坝高82.6m。

水库取水常用的取水结构建筑物形式有常规引水隧洞取水、分层取水方式等。水库建成后，处于产砂区以上，属于泥沙不严重类别，水质也较好，根据分析，该处水质满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅰ、Ⅱ类水的标准。但为了进一步保证引水水质，得到浊度低、水质好的原水，引水口取水方式采用分层取水形式。

（1）从取水位置方面分析

根据水资源环境分析，水库表层水和浅层水，由于其日照时间多，容易滋生藻类等水生植物，且表层水多有枯枝、树叶和各种类型杂物，作为供水原水，其会堵塞取水通道，存在的细小杂质也增加水处理负担。

基于EFDC模型的小浪底水库水温研究

赵一慧;逄勇

【摘要】In order to reduce negative effects on the downstream

agricultural production and aquatic lives due to low-temperature water

discharging from Xiaolangdi Reservoir,it is important to accurately predict

the stratified water temperature distributions before the high dam.In this

paper,the water temperature model of Xiaolangdi Reservoir was

established by using the EFDC model and simulated in three typical

hydrological years.The simulation results showed that the water

temperature stratification in the reservoir area under the three conditions

was not obvious in November,December,January,February and March,and

the difference between the upper and lower water temperatures was

within 1 ℃.From April to October the water temperature in the reservoir

was obviously stratified,and the variation of the water temperature in the

三峡水库蓄水后库区水温影响分析

２００６年１０月　水利水电快报　ＥＷＲＨＩ　第２７卷第１９期　

ｒ……一一　；　水　文　｛　

…．，．、　．，。、一一　？　

文章编号：１００６—００８１（２００６）１９—０００７—０４　

三峡水库蓄水后库区水温影响分析　

卞俊杰　陈峰　

（长江水利委员会水文局，湖北武汉４３００１０）　

摘要：三峡水库蓄水至１３５　ｍ和１３９　ｍ后，库区水体条件发生了变化，可能会发生水体垂向分层现象。　根据经验公式对库区水体水温分层情况进行预测，之后通过实际监测资料验证其正确性，据此初步判定当　前库区水温分层类型，进而预估库区水体未来可能的变化趋势，结合工程实际情况分析了水温分层对库区　水环境的负面影响，最后提出了相应的建议。　关键词：水库；库区水体；水温分析；水库监测；三峡水利枢纽　中图分类号：ＴＶ６９７，２１　文献标识码：Ａ　

１三峡库区水温特征　

三峡工程是一座具有防洪、发电、航运、旅游、饮　

用、养殖、灌溉和工业用水等多种综合效益的特大型　

水利工程，坝址位于湖北省宜昌县三斗坪镇，距下游　

葛洲坝水利枢纽约４０　ｋｍ，控制流域面积１００万　

ｋｍｚ，是治理和开发长江的一项关键性骨干工程。　

三峡水库位于东亚副热带季风区。冬半年，因　

有秦岭、大巴山屏障作用，冬季风受到阻滞；夏半年，　

因西南季风和东南季风无山体的屏障作用而可进入　

库区，并带来雨水。故较之坝下游的江汉平原，库区　

气温具有冬暖夏凉、年变幅较小的特点。与此相应，　

水温也呈现出冬季水温偏暖、夏季水温偏凉，年变幅　

较小的特点。　

三峡水库已于２００３年６月１０日成功蓄水至　

１３５　ｍ高程，同年１１月５日蓄水至１３９　ｍ高程。在　

１３５　ｍ蓄水高程时，库区东起湖北宜昌三斗坪，西至　

重庆涪陵的李渡镇；在１３９　ｍ蓄水高程时，库区回水　

线已达李渡镇上游约３０　ｋｍ处，全长约５００　ｋｍ。蓄　水后，三峡库区的河型河势及水环境边界条件等均　

发生了明显改变，由蓄水前的山区性河道变为蓄水　后的河道型水库。由于水库的水文效应，不仅将改　

迪那河五一水库水温预测分析研究

刘平;张岩

【摘要】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,水温保特不变,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.

【期刊名称】《吉林水利》

【年(卷),期】2010(000)007

【总页数】4页(P27-30)

【关键词】五一水库;水温;调节

【作者】刘平;张岩

【作者单位】新疆昌源水务集团有限公司,新疆,乌鲁木齐,830000;新疆水利水电勘察设计研究院,新疆,乌鲁木齐,830000

【正文语种】中文

【中图分类】TV697.2

迪那河五一水库位于新疆巴音郭楞蒙古自治州轮台县西北，群巴克乡境内，距轮台县城约40km。水库以工业供水为主，兼顾防洪、灌溉、发电等效益，是具有综合利用任务的水利枢纽工程。水库建成后坝前水深超过百米，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 [1]，因而研究水库水温的变化规律，为区域水环境治理，水库运行及工程施工提供一定的依据。

1 水库水温结构类型的判别

根据库内水温分布的不同特点，可分为水温分层性、过渡性及混合型三类。采用径流—库容比数法判别水温结构，其计算公式如下：

式中：w为年平均径流量（m3）；v为水库总库容（m3）； wc为一次入库洪量（m3）； α， β—指数。

观景口水库水温预测及影响分析

摘要：水库水温是表征水库热状况的基本要素，也是水利水电工程环境影响评价的一项重要因子。本文预测了观景口水库蓄水后垂向水温分布，以及水库下泄水温与河道天然水温的差异，分析了对下泄水温对灌溉作物的影响，从工程设计、灌溉方式方面提出了对策措施。

关键词：环境影响评价水温观景口水库

Abstract: Reservoir water temperature is the basic elements of heat reservoir

characterization and is also an important factor of the environmental impact

assessment of water conservancy and hydropower project. This paper predicts water

vertical water temperature distribution of the view mouth reservoir, and the difference

between reservoir water temperature and natural river water temperature and analyzes

the influence of the temperature to irrigate crops. It has been from engineering design,

irrigation modes of proposed countermeasures to discuss.

Key words: the environmental impact assessment, water temperature, view

mouth reservoir

观景口水库位于重庆市巴南区长江南岸一级支流五布河上，坝址位于东泉镇上游约1.5km处。五布河观景口坝址以上河道长62km，控制流域面积461km2，多年平均天然径流量2.46亿m3。水库总库容1.42亿m3，正常蓄水位274m，死水位249m，正常蓄水位时水库面积约7.52km2。枢纽区建筑物主要有拦河坝、下游消能防冲设施和输水取水口等组成。挡河坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高74.3m，放水洞高程249.0m。水库规划灌区面积约5万亩，灌区主要种植水稻。

上寨水库坝前垂向与坝下水温预测分析

第０３期（总第３７０期）　吉　林水利　２０１３年Ｏ３月　

［文章编号］１００９—２８４６（２０１３）０３—００２２－０３　

上寨水库坝前垂向与坝下水温预测分析　

黄剑东　

（广东省水利电力勘测设计研究院，广东　广州　５１０６３５）　

［摘要］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。　【关键词】水库水温；水温结构；垂向；坝下；水温预测；借鉴　［中图分类号］１’、ｒ　６９８　［文献标识码］Ｂ　

上寨水库位于贵州省黔东南州麻江县下司　镇，地处长江水系清水江左岸支流老山河上，坝址　距麻江下司镇约５．５ｋｍ．距凯里市约２５ｋｍ。是一座　

以供水为主，兼顾灌溉的中型水利工程。水库主要　建筑物由大坝、溢洪道、引水隧洞及输水管线等组　成。其中大坝坝顶高程６７８．０ｍ。最大坝高６６．３ｍ．　

坝顶净宽度６ｍ．坝顶全长约１８０ｍ．水库正常蓄水　位６７６ｍ．校核洪水位６７７．９７ｍ．设计洪水位６７６．０７　

ｍ。水库总库容１３９１万ｍ，：引水隧洞直径采用３ｍ．　隧洞总长２７６．３０ｍ　上寨水库建成后．可通过引水　

隧道及输水管道向下游下司镇片区及炉山一万潮　片区供水。除此之外，上寨水库承担下游下司镇清　

江村上寨、下寨、深田３个组及开发区和平村共　４００亩农田的灌溉任务．并解决灌区内人口和牲畜　

的饮水需求。　水库建成后，将改变原河流径流形式．水库水　

面面积和水深均有所增加．原天然状态下的水温　结构形式也将发生改变．且随着水深的增加。水体　

温度逐渐降低　为更好地评价坝下低温水对下游　

农田灌溉的影响．本文将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　

青岛市王圈水库温度场数值模拟



杨惠敬，

魏

　杨，

郑西来



（

中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室环境科学与工程学院，

山东青岛

２６６１００）

摘

　要：

　采用二维模型

ＣＥ

－ＱＵＡＬ

－Ｗ２对青岛市王圈水库进行水温数值模拟，

运用库区的实测资料对模型进行校正，

并

分析研究了出水口高程对水库水温分层的影响。

研究结果表明：

３月份水库垂向水温分布均匀，

到

５月份逐渐开始分层，

温

跃层形成于

８月，

９月份以后水温分层消失；

随着出水口高程升高，

水库上层水体温度变化不大，

而下层水体水温下降，

水库

温跃层厚度增加。

关键词：

　王圈水库；

温度场；

数值模拟；

ＣＥ

－ＱＵＡＬ

－Ｗ２

中图法分类号：

　Ｘ１４３

文献标志码：

　Ａ

文章编号：

　１６７２

－５１７４（

２０１４）

０６

－０８５

－０５

　　基金项目：

水利部公益性行业科技专项经费项目（

２０１３０１０９０）

资助

收稿日期：

２０１３

－０３

－２２；

修订日期：

２０１３

－０４

－２４

作者简介：

杨惠敬（

１９８６

－），

女，

硕士生。

Ｅ

－ｍａｉｌ：

ｈｋｄｚｚ

＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ

　通讯作者：

Ｅ

－ｍａｉｌ：

ｚｈｘｉｌａｉ

＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ水库是有效利用水资源和水能的水利工程之一。

由于水库具有水面宽广、

体大、

水流迟缓、

更新期较长

等特点，

以及受太阳辐射对流混合和热量传输作用，

导

致水库形成特殊的水温分层结构［

１］。

水库水温分层可

能改变下游河道的水温分布规律［

２］，

还可能诱发沉积

物中污染物的释放导致水体恶化［

１］，

因此越来越多的

学者重视水库水温的研究。

水温数学模型是研究水温的重要技术方法。

用于

水温模拟的成熟商业软件包括

ＭＩＫＥ［

３－５］、

ＥＦＤＣ［

６－７］、

ＣＥ

－ＱＵＡＬ

－Ｗ２［

８－１０］

等。

早在

１９９８年，

Ｇｅｌｄａ等［

１１］

就运

用

ＣＥ

－ＱＵＡＬ

－Ｗ２模型建立了

Ｃａｎｎｏｎｓｖｉｌｌｅ水库的二

维水温模型。

邓熙［

８］、

李艳等［

９］

采用

ＣＥ

－ＱＵＡＬ

－Ｗ２分

别模拟了流溪河水库和紫坪铺水库的水温分布。

影响

水库水温分层的因素有很多，

中型水库水温分层的影响及分层取水建议

ｙ　・水质分析与监测・　中型水库水温分层的影响及分层取水建议　杨晓红郑俊常艳春陈　江吴惠英　（湖州市环境保护监测中心站，浙江湖州３１３０００）　摘要：以老虎潭水库为例，研究了中型水温分层型水库水质垂直变化规律。结果表明，分层型水库存在　春季上层水藻类水华爆发、夏秋季中下层水库铁锰超标现象，必须采取分层取水，减轻对饮用水水质的影响。　关键词：中型水库；水温分层；分层取水；　引起一系列物理、化学、生物学现象的改变，其　中最大的变化之一是水温结构的变化口］，从而导致水　库不同深度的部位水质参数会相应变化。　老虎潭水库位于浙江省湖州市境内，是一座供水　水库，总库容９９６６万立方米，２００８年蓄水，２０１０年　正式供水，日供水能力达到２２万吨。根据我国小于　１（Ｉ７Ｉｌｌ３为小型水库，大于１０８ｍ　为大型水库的划分　，　老虎潭水库属中型水库。老虎潭水库在大坝处的启闭　机房内设有三个取水闸门（高程分别为４１～４３米、　３２—３４米、２３—２５米，闸ｆ－ＪＲ度２米），水库管理　方在实际运行中发现，上层取水会受到藻类暴发影响、　中下层取水又出现铁锰超标现象，因此必须摸清由于　水温分层导致的水质季节变化规律，寻找最佳取水位　置，通过采取水库运行调节手段避开不良影响，保证　水库正常供水。　１、采样与方法　１．１调查对象与时间　为了了解水温分层对取水水质的影响，在大坝　附近采集水下０．５米水样，以及在三道供水闸门出　口处采样，分别代表老虎潭水库表层、上层、中层、　下层的水质，监测周期１年，每月监测一次，监测　项目为：ｐＨ值、水温、溶解氧、铁、锰、藻类细胞　密度、高锰酸盐指数、ＢＯＤ５、氨氮、总磷、总氮、　硝酸盐、硫酸盐、氯化物、氟化物、铜、锌、铅、镉、　砷、汞、六价铬、阴离子表面活性剂等指标监测表　层和下层水；在春季硅藻水华爆发期间，为了了解　不同水层藻类生长状况，增加垂直方向监测点和藻　密度指标的测定。　１．２样品的采集与分析方法　水质采样和分析按照ＨＪ／ｒＩ、９１—２００２《地表水和　６２城镇供水ＮＯ。５　２０１４　污水监测技术规范》，其中藻类细胞密度采取水样　１Ｌ，现场用鲁哥试剂固定，分析方法为：将浮游植　物样品实验室静置２４小时，用虹吸法移去上清液，　将沉淀物浓缩至５０ｍｌ后进行浮游藻类细胞分类计　数统计，计数方法按照《水和废水监测分析方法》（第　四版）。　１－３水温分层判别模式　采用Ｏｒ．一Ｂ法最为简单实用，其预测结果也基　本符合实际。　＝多年平均径流量／水库总库容，当　Ｏｒ．＜１０时，水库水温为稳定分层型；当１０≤ｏ【≤２０时，　水库水温为过渡型；当仪＞２０时，水库水温为混合型。　洪水期时根据ｐ值（Ｂ＝一次洪水总流量／水库总库　容）进行第二次判别，如遇Ｂ＞１的洪水，则变为临　时混合型，Ｂ＜０．５的洪水，对水温结构没有显著影响。　２、结果与讨论　２．１老虎潭水库水温结构　老虎潭水库总库容为９９６６万ｒｎ３，多年平均径流　量为８６２２万ｍ。，ｏ【＝０．８６，所以老虎潭水库水温结构　为稳定分层型，研究期间，汛期（５月～９月）没有　Ｂ＞０．５的洪水出现。　２－２水质季节性变化规律　２．２．１　ｐＨ值、水温、溶解氧、藻类细胞密度季节　性变化规律　水库的水温来自太阳辐射，表层水温与气温的变　化趋于一致，表现为１月份最低、７月份最高。深层　水温则受水温分层影响显著，春末夏初，上、下层水　体交换受到阻断，库表水温和下层水温相差较大（图　１），在７月份温差达到最大，为１９．１℃。秋季以后，　表层水温度降低，密度增加，库表水下沉，产生对流，　表层水和下层水温度趋于一致，１１月、１