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水库水温计算方法探讨_蒋红

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水库水温计算方法探讨

水库水温计算方法探讨

水库水温计算方法探讨
蒋红
【期刊名称】《水力发电学报》
【年(卷),期】1999()2
【摘要】本文介绍了多种水库水温计算方法，并将各方法用于溪洛渡水电站水库的水温计算，将计算成果绘制成图。

通过对各方法计算成果的分析，选出适合于溪洛渡的最佳计算方法，同时对各方法的功能、参数、优点。

【总页数】10页(P60-69)
【关键词】水温;水库;计算方法;经验法;数学模型法
【作者】蒋红
【作者单位】国家电力公司成都勘测设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.19;TV697.21
【相关文献】
1.浅谈水库水温计算方法 [J], 王冠
2.水库水温计算方法综述 [J], 杨学倩;朱岳明
3.河道型水库水温结构变化特征的研究方法探讨 [J], 阳振华
4.注入式水库兴利库容调节计算方法探讨——以平凉市崆峒区北杨涧水库为例 [J], 金彦兆;卢书超
5.简述水库水温预测计算方法 [J], 鞠石泉;苏怀智;侯玉成;严良平
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水利工程水温的模拟分析及应用研究

水利工程水温的模拟分析及应用研究

水利工程水温的模拟分析及应用研究1.引言水温是水体的重要环境因子之一，对于水利工程的设计、运行和管理具有重要的影响。

水温的变化不仅与季节、气候、水文等因素相关，还受到水体的流动、水质、生物活动等多种因素的影响。

因此，对水温进行准确的模拟分析并合理应用是水利工程的重要研究内容之一2.水温模拟分析方法（1）物理模型法物理模型法是通过建立水温的数学方程，考虑各种影响因素，进行模拟计算。

其优点是结果准确可靠，可以深入理解水温变化的机理。

常用的物理模型包括热平衡模型、热扩散模型和热对流模型等。

（2）统计模型法统计模型法是通过统计分析大量的观测数据，建立水温与各种影响因素之间的数学关系，进行模拟预测。

其优点是简单、快速，但精度相对较低。

常见的统计模型包括回归模型、神经网络模型和时间序列模型等。

（3）数值模拟法数值模拟法是利用计算机对水温进行模拟计算，通过离散化物理过程和数学方程，较为真实地描述水温的动态变化。

其优点是可以考虑较多的复杂因素，可以模拟多个时空尺度的水温变化。

常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和计算流体动力学方法等。

3.水温模拟分析的应用研究（1）水库调度优化水库的放水温度对下游水环境和生态系统具有重要影响。

通过水温模拟分析，可以优化调度方案，减少对下游生态系统的不利影响。

（2）水库养鱼管理水温是鱼类生长和繁殖的重要环境因子。

通过水温模拟分析，可以合理调整水库水温，提供适宜的生态环境，促进鱼类的生长和繁殖。

（3）水体富营养化评估水温是影响水体中藻类和细菌生长的关键因素。

通过水温模拟分析，可以定量评估水体的富营养化程度，并制定相应的治理措施。

（4）河流水温变化预测河流的水温变化对水生生物和沿岸生态系统具有重要影响。

通过水温模拟分析，可以预测河流水温的变化趋势，为水生生物保护和生态环境管理提供参考依据。

4.结论水利工程水温的模拟分析及应用研究对于合理设计、运行和管理水利工程具有重要意义。

通过物理模型、统计模型和数值模拟方法，可以较为真实地模拟水温的动态变化。

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

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。

水库水温计算的有限元解法

水库水温计算的有限元解法

水库水温计算的有限元解法
张子明;倪志强
【期刊名称】《红水河》
【年(卷),期】2006(25)1
【摘要】用基于加权余量法的有限单元法对一维水库水温模型的控制方程进行离散,并且将形函数作为权函数,得到计算水库水温的伽辽金有限元方程.根据工程实践,库底边界条件可取为绝热边界条件.考虑到水面掺混作用,水面边界满足太阳辐射和水面蒸发等条件.通过对龙滩工程水库水温的计算结果表明,用有限元法计算水库水温有较高的精度和可靠性.
【总页数】5页(P41-45)
【作者】张子明;倪志强
【作者单位】河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098;河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.2+1;P333
【相关文献】
1.南瓜坪水库水温计算及其对下游河道水温的影响分析 [J], 王明怀
2.水温综合模型在漫湾水库水温计算中的应用 [J], 代荣霞;李兰;李允鲁
3.山口岩水库水温计算及其对下游河道水温影响分析 [J], 詹晓群;陈建;胡建军
4.水库水温垂向分层模型及黑河水库水温预测 [J], 李西京;张瑞佟
5.计算机对海水温度数据的图形处理研究—海水温度的有限元计算 [J], 徐丰;胡佩清
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水库水温计算方法探讨 蒋红

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。

库水温分布计算与分析

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

水库水温分层结构判定方法及其应用


验证 ， 在 此基础 上比较 各判 定方法的优劣势 ， 为水库水温结构判定提供参考性建议 。 【 关键词 】 低 温水 一 ｐ Ｎｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度佛 汝德数 水库 宽深比 大坝 拦截 后 ， 改变 了原 有河 流 的径 流过 程 ， 对 于
雨、 蒸发 等 ；
（ ５ ）地 理位 置 ， 水库 所处 地理 纬度 不 同 ， 则 太 阳
Ｇ —— 标 准 化 的垂 向 密 度 梯 度 （ 量级为 １ ０ ． ３ ／
ｍ， 推 荐值 为 １ ０ － ７ ｍ） 。
当Ｆ ｒ ＜ Ｏ ． １时 水 库 水 温 为稳 定 分 层 型 ；当 ０ ． １ ＜
Ｆ ｒ ＜ １ ． ０时 ， 水库水温为弱分层型或混合型 ；当 Ｆ ｒ ＞
１ ． ０时水 库水 温 为完 全混 合型 。 （ ３ ）水库 宽深 比判 别法 。 水库 宽深 比判 别 法公式 为 ： Ｒ＝ Ｂ ／ Ｈ
温 的 分层 结 构改 变 了水库 库 区 的水 生态 环 境 ， 根 据
调查， 对 于 一些 典型 的分 层 型水库 ， 夏 季下 泄水 温较
２ 水库水温 结构 的判别方法
现行 的水 库 水 温 分层 判 别 方 法 主 要 有参 数 一
３判 别 法 、 Ｎ ｏ ｒ ｔ ｏ ｎ密度 佛 汝 德 数 判 别 法 及 水 库 宽 深 天 然 水温 可 能低 １ ０ ℃以上 ， 从 而带 来一 系 列 低温 水 １ 影响， 如对下 游 河道 水生 生态 的影 响 ， 对农 业灌 溉 的
《 湖南水利水电） ２ ０ １ ５年第 ４期
陈 浩
（ 湖 南省水 利 水 电勘 测 设计研 究总 院 长沙市 ４ １ ０ ０ ０ ７ ）
【 摘
要】 文章对水库低 温水的影响 因素进行 了简要 阐述 ， 对 水库 水温结构 的判 定方法进行

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。

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
3.两种常用经验公式法计算水库水温效果比较研究 [J], 颜剑波;楚凯锋;张德见;李璜
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
5.深水湖泊水库水温数值计算模型研究 [J], 任华堂;陈永灿;刘昭伟;申满斌;朱德军
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一种常用水库水温计算经验公式的改进研究

ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ ３ ９ ２ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｗ ｒ ａ ｈ ｅ ． ２ ０ １ ６ ． １ ０ ． ０ １ ６
中 图 分 类 号 ：Ｘ ２ １
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ ０ ０ — ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ６ ） １ ０ — ０ ０ ７ ３ — ０ ５
是 １ ～３月垂 向水 温存 在 不合 理 的温跃 层 ；二是 对 于水 深大 于 ４ ０ ｎ ｌ 的水 库 ，总是 出现 一 个 滞 温层 ，
算 水库 垂 向月均 水 温的 经验 公 式 。该 方法 用 于计 算 其他 区域 不 同类 型 水库 水 温 时 ，存在 一 定 的 偏 差 ： 温 跃层 和滞 温层 的 交界 面基 本 分布在 水 深 ４ ０ Ｉ ｎ左 右 。为 减 小计 算偏 差 ，本 研 究通 过 分 析 东勘 院 法主
要 参数 ｎ 、 取 值 对计 算 结果的 影响 ，对 参数 ／ ／ ， 、 的取值 进 行 了优 化 改进 。通 过 国 内多个水 库 水温 资 料 验证 ，表 明 ：改进 后 的 东勘 院 法可 明显提 高水 温预 测精 度 。
关键 词 ：水 库水 温计 算 ；经验 公式 ；东勘 院法
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｅ ｍｐ ｉ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｎ ｔ ｈ ｌ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｏ ．，Ｌ ｔ ｄ ．ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ
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式中，Ty―水深 y 处的月平均水温；To―月平均库表水温；Tb―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
其中：Qin―入流流量；C―水体的比热；ρin―入流水体的密度；Tin―入流水 温。
其中：Dz―垂向扩散系数；ρ―水体的密度；Az―水体面积；
其中：β―表层吸收系数；η―太阳辐射再水中的衰减系数；Qsn―高程 z 处吸收的太阳辐射热；z―水位。
(2)流出热量：单位时间内流出该微元的热量包括两部分即：出流带出的热 量 Q4、垂向扩散带出的热量 Q5。
5～1966)、中水年(1982～1983)、枯水年(1959～1960)。因水温计算所需的气象 等资料均为多年平均值，故流量资料采用中水年的资料。出库流量由两部分组成： 一部分是发电引用流量，另一部分是弃水：
(2)入库水温：因坝址无水温观测资料，入库水温采用华弹水文站和屏山水 文站的水温观测值推算。
图 3 溪洛渡水库水温垂向分布曲线(朱伯芳法)
图 4 溪洛渡水库水温垂向分布曲线(统计法)
2.1.3 统计法 (1)基础资料：同朱伯芳法。 (2)计算结果：计算结果详见图 4。由图可见水温分布曲线近似一斜线，即
整个水库均处于温跃的状态；库底水温为一变值。且最低水温仅为 2.2℃。 2.2 数学模型法
⑤9 月～翌年 1 月及 3 月均有明显的混合层分布，混合层分布在水面下 30～ 93m 范围内；4 月～8 月相对较不明显，混合层分布在水面下 2～8m 的范围内。
图 7 溪洛渡水电站坝址处天然及下泄温度分布图 (2)下泄水温：溪洛渡水库发电进水口高程为 518.0m。泄洪设施分布高程为：表 孔 586.5m、深孔 500m、泄洪弯洞 540m、泄洪直洞 545m。由溪洛渡下泄水体水温 的计算结果分析(详见图 7)，因多年平均即中水年全年 12 个月中有 10 个月出库 流量均为发电引用流量，出水口高程为 518m；仅有两个月(7 月、9 月)水库有弃 水，出库流量由发电引用流量和弃水组成，出水口高程在 500～545m 之间。水库 下泄水体绝大部分分布在温跃层，下泄水体水温介于 13.0℃～22.5℃之间。与 天然状况相比 3 月～8 月下泄水温低于天然河道水温，温差在 0.01℃～1.7℃之 间；其余各月下泄水温高于天然河道水温，温差分别为 0.30℃～5.5℃。因此，
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：
2.2.3 计算成果 (1)水库水温：溪洛渡水库水深在 166m～226m 之间变化，5 月水库运行水位
最低，水库水深为 166m，11 月水库保持在正常蓄水位运行，水库水深为 226m。 水库逐月垂向水温计算结果见图 5。由图可见溪洛渡水库水温分布特点为：
①计算结果表明，溪洛渡水库坝前水温除 2 月为同温期外，其余各月均为典 型的三层式分布(混合层、温跃层、滞温层)。
下泄水温与天然河道水温相近，不存在下泄滞温层低温水的问题。
(1)基础资料：据我院在坝址处设置的溪洛渡气象站 1990 年～1993 年气温 观测资料统计，溪洛渡坝址处多年平均气温为 19.7℃，气温年变幅为 8.35℃。 多年平均逐月气温详见表 2。
图 1 溪洛渡水库水温垂向分布曲线 (东勘院法，水库为分层型)
图 2 溪洛渡水库水温垂向分布曲线 (东勘院法，水库为过渡型)
A0=0/^778B? 2.934，Ta＜10℃,B*=Ta7/2 Δb,Ta7 为 7 月月平均气温；Ta≥10℃, B*=B,B 为气温年变幅。
β 对于库大水深的多年调节水库取 0.055，对于库大水深的非多年调节水库 取 0.025，库小水浅的水库取 0.012。
d,f 对于库大水深的多年调节水库取 0.53，0.059， 且当水深大于 50～60m 时式中的 y 取 50～60m；对于库大水深的非多年调节水库取 0.53，0.03；库小水 浅的水库取 0.53，0.008。
(3)多年平均气象资料：气温、风速、水蒸汽压等气象要素采用我院设立的 溪洛渡气象站的 4 年观测的平均值，因该气象站无太阳辐射及云量的观测资料， 该两项气象要素由《中华人民共和国气候图集》中各月平均总云量等值线图及各 月总太阳辐射量等值线图中查得。
(4)水库几何特征：包括水库的库容、面积、水位及水库长度等。
表 2 坝址气温统计表
月 气温
1月 10.6
2月 12.5
பைடு நூலகம்
3月 16.8
4月 20.6
5月 23.4
6月 26.3
7月 27.3
8月 26.7
9月 24.0
10 月 18.9
11 月 17.2
12 月 12.6
平均 19.7
(2)计算结果：计算结果详见图 3。由图可见，1、2、3、4 月水库中下部出 现逆温；库底水温为一变值，变化幅度约为 0.5℃；温跃层均出现在库表。
库表热对流引起势能增量 ΔP2 两部分：
其中：α―水的热膨胀系数；g―重力加速度； ―水体表面的冷却速率； As―水体表面积；h―混合层水深；Δt―时间间隔；CP―水的比热； ΔP2=ΔρΔhghA/2
其中：Δρ―混合层与下层水体的密度差；Δh_Δt 时间间隔内混合层水深 的增量；A―混合层底部的面积。
2.2.1 模型的求解 边界条件：库表热通量计算(参见文献［4］)，库周的固体边界与水体之间
的交换很小，忽略不计。 初始条件：为冬季水库处于全混合状态时的垂向水温分布。 热量平衡方程利用变单元差分法进行求解，时间步长取为一天。
2.2.2 基本资料 (1)出入库流量及库水位：工程设计中共选用了三个代表年：即丰水年(196
图 5 溪洛渡水库坝前水温垂向分布图
图 6 溪洛渡水电站库表水温及 天然河道水温分布图
③库底滞温层水温全在 11.1℃～13.0℃，该水层的厚度约为 102～117m。1 月库底水温最低，12 月次之，其余各月库底水温基本相同。
④温跃层温差在 3.4℃～9.6℃之间，最大温差出现在 8 月，最小出现在 1 月。温跃层分布高程为 488～520m，即位于库底以上 114～146m 之间。
(1)基础资料：溪洛渡水库纬度介于北纬 26°40′～29°20′之间，计算中 采用其平均值为北纬 28°。根据纬度值按文献［1］中的各类曲线可查出溪洛渡 水库为分层型或过渡型，库表库底水温详见表 1。
表 1 库表库底水温表
月份 库表水温 库底水温(分层型) 库底水温(过渡型)
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 11.4 10.7 13.3 19.0 23.8 26.4 29.5 29.9 26.6 23.2 18.6 14.3 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 10.3 10.3 10.3 10.4 10.4 10.6 10.6 10.6 11.3 11.3 11.8 13.6
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。有关该方法的详细介绍参见文献［2］。 1.1.3 统计法
有关该方法的详细介绍参见文献［3］。 1.2 数学模型法 本世纪六十年代初，美国为了解决湖泊富营养问题，以及水利水电工程带来 的环境问题，广泛地开展了水库水温的研究工作。经过大量的观测研究，发现尽 管水库的形状、长度、宽度、气候条件和水文条件有很大差异，但水库水温沿等 高面的分布基本上是平直的，以此为基础六十年代末期美国水资源工程公司和麻 省理工学院分别提出 MIT 和 WRG 模型。两模型均为一维扩散模型。八十年代我国 引进了 MIT 模型，并对模型进行扩充和修改，提出了“湖温一号”湖泊、水库和 深冷却池水温预报通用数学模型。文献［4］在“湖温一号”一维水温数学模型 的基础上，提出了计入风力混合、热对流、水面冷却等动能和势能变化的一维混
其中：Qout―出流流量；C―水体的比热；ρ―入流水体的密度。
其中：Dz―垂向扩散系数；C―水体的比热；ρ―水体的密度； (3)微元的热量增量 Q6:
根据热量平衡 Q6=Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 即：
1.2.2 表层的能量转换方程 (1)热能增量：水库表层水体的热能增量包括库面冷却引起势能增量 ΔP1 和
(2)动能增量：水库表层水体的动能增量包括风引起的动能增量 ΔE1 及热对 流引起的动能增量 ΔE2 两部分：
ΔE1=u．τΔtAs 其中：u*―剪切流速；τ―剪切应力；
其中：ρ0―混合层水体的密度；uf―对流速度 (3)能量转换 势能与动能的转换比为：