季節(jié)性封凍水庫水溫及冰溫分布規(guī)律的研究——以張峰水庫為例.pdf

1、水利水電工程對河道徑流的調(diào)節(jié),將使庫區(qū)及壩址下游河段的水文情勢發(fā)生顯著變化,從而對水溫、水質(zhì)以及水生生態(tài)系統(tǒng)造成影響。特別是一些調(diào)節(jié)性能好的高壩大庫的建成投產(chǎn),有些季節(jié)可能出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象,導(dǎo)致深孔和電廠尾水的出流水溫較低,極大地改變天然河道的水溫分布。在寒帶、寒溫帶及高海拔地區(qū),水庫建成后,水面流速減小,在冬季隨著氣溫降低,天然情況下,庫區(qū)原來不結(jié)冰或者只結(jié)岸冰的河段可能全被冰層覆蓋。冰蓋的形成阻隔了寒冷的大氣與水庫水體的熱交換,減少

2、了水體在冬季的熱損失,這時(shí)候的水庫水溫高于天然情況下的河道水體溫度,甚至高于不結(jié)冰情況下的水庫水溫,這就與原有的天然河流以及不結(jié)冰水庫的水文、水溫情勢完全不同。同時(shí)由于水庫冰蓋的產(chǎn)生還將隔斷水庫的復(fù)氧過程,可能造成水庫水體質(zhì)量的下降。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,綜合采用了兩種模型數(shù)值模擬的方法,研究了封凍期有冰蓋形成情況下及非封凍期水庫全年的垂向水溫結(jié)構(gòu)以及對水庫下泄水溫的影響,并研究了水庫冰蓋內(nèi)溫度的變化情況,研究成果可為制定水庫

3、生態(tài)用水調(diào)度方案以及水庫建設(shè)的環(huán)境影響評價(jià)提供科學(xué)依據(jù),主要研究內(nèi)容及成果如下：1、利用三維水溫?cái)?shù)值模型模擬張峰水庫庫區(qū)水溫分布,計(jì)算豐、平、枯水年各月水庫下泄的月平均水溫和壩前垂向水溫分布,根據(jù)預(yù)測結(jié)果分析寒區(qū)水庫全年的垂向水溫結(jié)構(gòu)以及水庫建成后對下泄水溫的影響。2、總結(jié)了前人關(guān)于水庫水溫預(yù)測、水體表面熱交換、水面冰形成與消融等方面的研究成果,對水庫冰生長機(jī)制以及水氣之間、水體之間熱交換規(guī)律進(jìn)行了研究。根據(jù)一維熱傳導(dǎo)方程,采用有限元法