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水库水温分层对浮式取水口前流速分布的影响

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和 运行 提供 技 术 支持 ，为取 水 水 温预 测提 供 理 论依 据 。
关 键 词 ：环境 水 力 学 ；浮式取 水 口；三维 数值模 拟 ；流速 分布 ；水温 分层 ；水 库
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ ３ ９ ２ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｗ ｒ ａ ｈ ｅ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ９ ． ０ ２ ０
流速 分布 影 响 为 目标 ，依 据 某水 库水 温 资料 ，采 用 ｋ一 紊 流模 型对 浮 式取 水 口前 流 场 进 行 三 维数 值 模 拟 ，针 对水 库 水温均 一 和水 温分 层 的 两种情 况 ，研 究取 水 口前 流速 分布 ，分析 水库 水温 分层 对取 水
口前各 断面流 速 分布 的影 响 。研 究结果 表 明 ，在 浮式取 水 口附近 ，水 温均 一和 水 温分层 的 流速 分布 存 在 着 差异 ，这 种 差距 随 着取 水 流 量和 淹没 深度 的增 大 而减 小 。研 究成 果 可为 浮式 管型取 水 设施 的应 用
水利水 电技 术
第４ ８卷
２ 流 速 分 布 的 影 响
高学平 ，刘 俊 ，孙博 闻，宋清林
（ 天津 大学 水利 Ｚ － － 程仿 真 与安 全 国家 重点 实验 室 ，天 津 ３ ０ ０ ０ ７ ２ ）
摘
要 ：由于 目前缺 乏对 浮 式取 水 口前流 场 变化规 律 的研 究 。以分析 水库 水 温分层 对取 水 口前 各 断 面
Ｇ Ａ Ｏ Ｘ ｕ ｅ ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｕ ｎ ， Ｓ Ｕ Ｎ Ｂ ｏ ｗ ｅ ｎ ， Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ． ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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中 图分 类 号 ：Ｘ１ ４ ３
文献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ ０ ０ — ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ９ — ０ １ ３ ２ — ０ ７
Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｆ ｒ ｏｍ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａｔ ｕｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｖ ｅ ｌ ｏｃ ｉ ｔ ｙ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏｎ ｉ ｎ ｆ ｒ ｏ ｎｔ ｏ ｆ ｌｏ ｆ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎｔ ａｋ ｅ

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浅谈水库水温分层及下泄低温水对鱼类活动影响

浅谈水库水温分层及下泄低温水对鱼类活动影响


尔兰邮电部所属 的恩尼斯加水库曾在１ ９ ５ ７ 年安装６ 台气压水枪 ，使水体 不断形成对流 ，有效减轻 了库区水质分层和低温下泄水对下游珍贵鱼
类 的影响。
３ ． ３ 水 利 生态调 度
２沮度对鱼类的影响 温度作 为一种非常重要的生态因子 ， 对鱼类 的生长 、发育 、代谢 等生命活动具有显著的影 响。鱼类属于变温动物，其体温随水温的变 化而变化 ，一般 与周 围水温相差不超过 ０ ． ５ ～１ ． Ｏ℃。因此 ，水温直接 或 间接地影响鱼类生长代谢 、消化酶活性 、蛋 白 质合成 以及基因表达
泄 的各项 措 施， 实现 水资 源 开发利 用和 生 态保 护的 协调 发展 。 关键 词 ：水温 分层 ；下泄低 温水 ；鱼 类活 动 ；协调 发展
水库修建后形成了巨大的停滞水域环境 ，由于水深不 同的水域接 受太阳辐射 的程度不 同，再加之风力 、人流和垂 向水流交换 的作用 ， 水库会沿水深方向出现一定的水温分层现象 。又由于水 电站泄水设施 因发电要求而使泄水口高程较低， 因此水库的水温分层使冬季下泄水温 较天然情况高， 而春 、 夏季下泄水温较天然情况低。水温分层特别是下 泄的低温水可使鱼类在产卵 、生长及捕食方面受到极不利的影响， 造成 鱼类 资源 的减产甚至某些鱼种的灭绝 。因此 ，在大型水 电工程的规划 设计和运行管理中 ， 必须重视水 温作为水生态环境因子的重要作用 ， 采取有效减缓低 温水下泄 的各项措 施， 减轻水温分层 对鱼类活动 的影 响， 从而实现水资源开发利用和生态保护 的协调发展。 １水库水 沮分层现 象 水库蓄水后 ，水温的变化是一个很复杂 的现象 ，受多种因素的控 制。一般情况下 ，水库水温沿深度方向的分布可分为３ 个层次。分别 为： ①表层 。该层水温主要受气温季节变化 的影响 ，一般在 １ ０ ～ ２ ０ ｍ 深 度范同 ； ② 掺混变温层 。该层水温在风吹掺混 、热对流 、电站取水及 水库运行 方式的影 响下 ，年内不断变化。该层范 围与水库引泄水建筑 物的位置 、运行季节及引用流量有关 ； ③稳定低温水层。一般对于坝 前水深超过 １ ０ ０ ｍ 的水库 ， 在距离水库表面６ ０ ～ ８ ０ ｍ 以下的水体 ，由于受 季节气温变化的影 响很小 ，加之密度较大的低温水体下沉 ，将会形成 个比较稳定的低温水层 。但如果电站的泄水建筑物位置较低 ， 则情 况将会有所变化 ；④异重流高温水层 在多泥沙河流上 ，如有可能在水 库中形成异重流 ， 并且夏季高温浑水可沿库底直达坝前 、或受蓄水初 期坝前堆渣等因素的影响，则库底水温将会 明显增 高。 从研究水温 问题 的角度 出发 ， 目 前， 根据水库水 温的分布情况 ， 环境 学界一般认为水库有３ 种类型： 稳定分层型 、混合型和过渡型。稳定 分 层型的水库表层温度竖 向梯度大， 称为温跃层， 其下温度梯度小， 称为滞 温层； 但到冬季则上下层水温无 明显差别 ， 严寒地区甚至出现温度梯度逆 转现象， 上层近于０ ℃底 层近于４ ￣ Ｃ 。混合型水库无明显分层， 上下水温均 匀， 竖 向温度梯度小， 年内水温变化却较大。过渡型水库介于两者之间， 春 、夏、秋季有分层现象饵 不稳定， 遇中小洪水 时水温分层 即消失。
水库库首水温分层流物理模型试验分析

水库库首水温分层流物理模型试验分析

第2期2017年4月水利水运工程学报HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERINGNo.2Apr. 2017DOI:10.16198/ki.1009-640X.2017.02.009武玉涛，任华堂，何洁，等.水库库首水温分层流物理模型试验分析[J].水利水运工程学报，2017(2):67-74. (W UYutao, REN Huatang，HE Jie，et al. Experimental studies on water temperature stratified flow in front region of reser^^oirs[ J]. Hydro-Science and Engineering，2017(2) ：67-74. (in Chinese))水库库首水温分层流物理模型试验分析武玉涛，任华堂，何洁，夏建新(中央民族大学生命与环境科学学院，北京100081)摘要：大型水库由于水温分层现象易对生态环境造成一系列不利影响，但由于水深较大现场测量困难，水温分层的实测资料极少，对其研究尚不够深人。

通过物理模型试验模拟并测量了春末夏初水库库首水温分层的形成和演化过程，分析了流量和出水口位置对水温在垂向和水平分布的影响。

结果表明:①由于分层流流动的特点和水动力条件的差异，水温垂向结构在温度分层的演化过程中表现为多种形式。

②垂向温差取决于上下游位置、人库流量和水库出水口的高度。

通常在垂直方向上，上游温差要比下游大。

随着进水口流量的增加和出口位置高度的提高，垂向温差也随之加大。

③水平方向上的水温分布与水深、进水口流量和出水口高度有着密切联系。

在水库的表面和中部位置，上游水温要高于下游水温。

然而在特定条件下，如进水口流量较大且出口位置在表面时，上游水温要低于下游水温。

④水流的出口温度受进水口流量和出水口位置的影响。

较低的出水口位置会导致出水温度较低，在初始时段尤为明显。

关键词：水温；温度分层；物理模型；大型水库中图分类号：TV697.2 文献标志码：A文章编号：1009-640X(2017)02-0067-08随着现代水利技术的发展和水资源的开发利用，我国已成为世界上大型水库拥有量最多的国家。

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

【 工程勘测设计】
前坪水库高水头分层取水水温分布研究
伦冠海１ ，皇甫泽华２ ，尚俊伟１ ，王东栋１ ，历从实２
（１．中水淮河规划设计研究有限公司，安徽 合肥 ２３０００１； ２．河南省前坪水库建设管理局，河南 郑州 ４５０００３）
摘 要：高水头大型水库下泄水温对农业灌溉和河流水生态环境影响很大，分析研究高水头水库的水温垂向分布规律及分层取水 对放水温度的影响，可以为水库的设计与调控提供科学依据。 以前坪水库为研究对象，采用 ＤＥＬＦＴ３Ｄ ＦＬＯＷ 软件建立其库水温度 计算模型，分析了高水头大型水库在分层取水与单层取水两种不同取水方式下的排水温度。 该模型选取海洋温度模式，并收集周 围气象站的多年平均资料作为背景数据；以水库丰、平、枯、特枯四个典型年份的水文资料为初值条件，上游天然水流入、下游取水 出流为边界条件。 分析结果表明，采用分层取水方案时，排水温度较为接近自然河水温度，可满足各种作物灌溉需求。 关键词：水库；下泄水温；分层取水；单层取水；农作物灌溉；前坪水库 中图分类号：ＴＶ６７２＋ ．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０１９．１２．０２１
第 ４１ 卷第 １２ 期 人 Ｗ ＲＩＶＥＲ Ｄｅｃ．，２０１９
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｉｇｈ⁃Ｈｅａｄ Ｑｉａｎｐｉｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
ＬＵＮ Ｇｕａｎｈａｉ１ ， ＨＵＡＮＧＦＵ Ｚｅｈｕａ２ ， ＳＨＡＮＧ Ｊｕｎｗｅｉ１ ， ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ１ ， ＬＩ Ｃｏｎｇｓｈｉ２ （１．Ｃｈｉｎａ Ｗａｔｅｒ Ｈｕａｉｈｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ， Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．， Ｈｅｆｅｉ ２３０００１， Ｃｈｉｎａ；
取水口附近 流速增大的原因

取水口附近 流速增大的原因

在取水口附近，流速增大的原因可能有以下几个：
1.收敛效应：当河道或管道的断面逐渐变窄时，根据连续性方程（质量守恒定律），流体
的流速会增大。

这是由于单位时间内通过的流体质量保持不变，而流道断面积减小，导致流速增大。

2.地形变化：在取水口附近，地形的变化也会导致流速增大。

例如，当河流流经狭窄的峡
谷或陡坡时，由于水流受到挤压和加速作用，流速会相应增大。

3.取水结构影响：取水口附近的取水结构，如闸门、泵站等，可能会引入额外的能量，使
得水流速度增大。

这是因为在取水过程中，为了保证足够的供水量，需要通过调整闸门或使用泵站来增加水流速度。

4.水位差：如果取水口上游水位较高，下游水位较低，则会形成水头差，从而促使水流加
速，流速增大。

需要注意的是，流速增大可能对周围环境产生一定的影响，如侵蚀河床或管道、增加水流压力等。

因此，在设计取水设施时，需要综合考虑相关因素，并采取必要的措施来保证取水过程的安全和可持续性。