溫度分層水庫下泄水溫研究.pdf

1、高壩大庫的修建形成了大面積的停滯水域，加之太陽輻射以及其他理化作用，水庫內(nèi)水溫沿水深呈明顯的季節(jié)性分層分布。傳統(tǒng)底層取水的下泄水溫較低，會對下游水生生物的生長和繁殖造成危害，并產(chǎn)生水庫放流濁水長期化等問題。因此，如何有效的提高水庫下泄水溫，減免下泄低溫水帶來的生態(tài)環(huán)境影響已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題和學(xué)者研究的焦點。分層取水措施可以提高下泄水溫，進而有效緩解低溫水對下游生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響，因此被越來越多的應(yīng)用于大型水利工程中。常見的分

2、層取水措施有很多種，如側(cè)式孔流型取水口、溢流式疊梁門取水口、浮式管型取水口和控制幕取水等。
　　本文的主要工作分為三部分：第一部分為下泄水溫模型試驗相似理論的介紹、擴展及相應(yīng)溫度分布轉(zhuǎn)化理論的提出。第二部分為利用試驗手段，針對側(cè)式孔流型取水口和浮式管型取水口進行了下泄水溫研究，試驗選用多種水溫分布、取水口淹沒深度以及下泄流量，通過大量試驗成果，分析下泄水溫的變化規(guī)律和影響因素。第三部分為利用PIV系統(tǒng)，針對側(cè)式孔流型取水口的流場進

3、行初步研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）介紹了水庫水溫分層的形成機理、低溫下泄水的影響、減免下泄低溫水影響的相應(yīng)措施以及常見的分層取水形式。對水庫水溫結(jié)構(gòu)判別、水庫水溫的預(yù)測和模擬方法進行了歸納。從數(shù)值模擬研究和試驗研究兩個方面總結(jié)了分層取水的研究成果。
　　（2）對現(xiàn)有水庫分層取水水溫模型試驗相似理論進行了擴展，增加了新的模型相似條件。結(jié)合實際操作中遇到的問題，提出了模型與原型底層基礎(chǔ)水溫不同時，模型滿足相似條

4、件所需要進行的水溫分布轉(zhuǎn)化方法，并對轉(zhuǎn)化后的原型模型下泄水溫換算公式進行了推導(dǎo)。
　?。?）結(jié)合水溫模型試驗相似理論，建立了相應(yīng)的模型，利用試驗方法，對側(cè)式孔流型取水口和浮式管型取水口的下泄水溫進行研究。試驗以某水庫三個典型月份水溫分布資料為背景，選取多種淹沒深度取水口結(jié)合多種下泄流量的組合工況進行研究。結(jié)合試驗成果，分析水庫水溫分層對取水的影響，探討分層取水的取水范圍，研究水溫分布、取水口淹沒深度以及下泄流量對下泄水溫的影響，比