水库下游河道水温沿程分布的解析解及与其他方法的比较
- 格式:pdf
- 大小:371.52 KB
- 文档页数:5
上下游相应水位
上下游水位是指在一定水力学体系内,对流域或其他水力学体系来说,由连续起伏的河床或谷地划分出来的不同流域内的水位大小。
当河床上有河床水位降低或涨升,且河床底部水位发生变化时,上游水位也将发生变化。
而当河床上的水位变化时,下游的水位也会根据上游的水位情况而发生变化。
上游水位是指河床上游的水位高度,也就是位于上游河床底部处的水位高度。
当上游水位上升时,将引起这一流域内河床上游部分的水位上升,这一流域内所有水位沿河床向下游方向移动时,上游部分的水位总是最高的,其他部分的水位则随着河床向下游移动而逐渐减少,因此上游水位也称最高水位。
下游水位是指河床下游部分的水位。
当上游水位变化时,由于这一流域内上游的水位是最高,而水位从上游向下游移动时,水位会逐渐降低,而流入大海或其他洪水、洪流时,水位最低的部分就是下游的水位,因此也称最低水位。
这两个水位都受到气象条件的影响,降水量和温度变化等环境因素及人类活动带来的土壤湿度、植被覆盖率变化等环境因素的变化会导致上下游水位的变化。
此外,水库的储备量也会影响上下游水位,当水库出水和入水量变化时,水位也会发生变化。
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。
由温度时序资料反演地下水流速的两种解析解及其比较地下水流速是指地下水在单位时间内通过单位面积的速度。
为了反演地下水流速,可以利用温度时序资料进行分析和计算。
下面将介绍两种解析解方法来估算地下水流速,并对其进行比较。
方法一:瞬态温度解析解法这种方法利用地下水流动引起的温度变化,通过分析温度时序资料的变化来推断地下水流速。
根据传热学原理,地下水流速与温度变化的关系可以通过以下公式得到:v = (α * ΔT) / (ρ * c)其中,v是地下水流速,α是热扩散系数,ΔT是温度变化值,ρ是地下水的密度,c是地下水的比热容。
方法二:热平衡解析解法这种方法利用地下水流速引起的热平衡来推断地下水流速。
根据热平衡原理,地下水流速与热平衡时间的关系可以通过以下公式得到:v = (L^2) / (4 * α * τ)其中,v是地下水流速,L是地下水流动路径的长度,α是热扩散系数,τ是热平衡时间。
对比与比较:方法一适用于短时间范围内的温度变化,可以较准确地估算地下水流速。
但是它需要已知热扩散系数、温度变化值、地下水密度和比热容等参数,并且对数据的采集和处理要求较高。
方法二适用于长时间范围内的温度变化,可以较准确地估算地下水流速。
它只需要已知地下水流动路径长度、热扩散系数和热平衡时间等参数,对数据的采集和处理要求相对较低。
综上所述,根据实际情况选择合适的解析解方法来进行地下水流速的反演分析是很重要的。
除了使用瞬态温度解析解法和热平衡解析解法来反演地下水流速,还有其他方法可以考虑。
一种方法是使用数值模拟模型来模拟地下水流动和温度分布的变化。
通过利用数值模拟软件,可以建立地下水流动方程和热传导方程,并考虑各种参数和边界条件,来模拟地下水流速和温度分布的演化过程。
通过与实测温度数据进行对比和调整,可以获得较准确的地下水流速估计结果。
另一种方法是使用地球物理勘探技术来直接测量地下水流速。
地球物理勘探技术包括电法、磁法、重力法、地震法等多种方法,可以通过测量地下介质的物理特性(如电阻率、磁化率、密度)来推断地下水的流速。
湖水温度变化问题摘要:夏季湖水温度有明显的正温层现象,8月份最高达22.3℃,平均为16℃;水的下层温度较低,平均水温为9.5℃,最低为6℃.秋季因湖区多风而发生湖水搅动,使水温分层温度现象基本消失,冬季湖面结冰,湖水温度出现逆温层现象。
特别近几年来全球变暖越来越严重,这对夏季时湖水的温度的变化也照成了一定的影响,使得湖水照成水文变化异常的现象,影响了河中生物的生存与繁衍。
使得水层上下循环不畅,造成下层水域缺氧,导致水生鱼类的死亡。
论文利用数学建模理念和MATLAB软件对水温的变化与分布进行了分析和评论。
关键词:分层,多项式拟合,湖水温度,求导问题重述湖水在夏天会出现分层现象,其特点为接近湖面的水温度较高,越往下温度变低。
这种上热下冷的现象影响了水的对流和混合过程,使得下层水域缺氧,导致水生鱼类的死亡。
下面是某个湖的观测数据深度(m) 0 温度(°C) 请问1.湖水在10m处的温度是多少? 2.湖水在什么深度温度变化最大?2.3 22.8 4.9 22.8 9.1 20.6 13.7 13.9 18.3 11.7 22.9 11.1 27.2 11.1 22.8假设1:取同一时刻不同深度的水温,所以假设湖的温度不随时间变化假设2:水层之间的温度不相互影响设水的深度为h,在h下的水温为T(h)x=[0 2.3 4.9 9.1 13.7 18.3 22.9 27.2]>> y=[22.8 22.8 22.8 20.6 13.9 11.7 11.1 11.1] >> A=polyfit(x,y,2)A = 0.0091 -0.7803 24.5390 >> z=polyval(A,x)T=0.0091x2-0.7803x+24.5390深度h 模拟值z 0 24.54 2.3 22.8 22.79 4.9 22.8 20.93 9.1 20.6 18.19 13.7 13.9 15.56 18.7 11.7 13.30 22.9 11.1 11.43 27.2 11.1 10.04 真实值T 22.8 这个二次拟合的结果与实际情况差距较大所以用三次拟合 T= 0.0027h3-0.1000h2+0.3277h+22.8764深度h 模拟值z 0 22.88 2.3 22.8 23.13 4.9 22.8 22.39 9.1 20.6 19.58 13.7 13.9 15.13 18.7 11.7 11.75 22.9 11.1 10.02 27.2 11.1 11.57 真实值T 22.8 通过比较这时的模拟值与真实值相差不大当h=10时,t=18.823 2)当导数处在最大值时温度变化最大 h=12.34时温度变化最大模型优缺点:(1)运用统计学方法对湖水温度问题进行了模型的建立和求解,解决了一个实际问题,也是人们对水温有了进一步的了解。
河道水温模型及糯扎渡水库下游河道水温预测
王颖;臧林;张仙娥
【期刊名称】《西安理工大学学报》
【年(卷),期】2003(19)3
【摘要】分析总结了影响河道水温的多种因素, 建立了一种河道水温预测模型,并以待建的云南糯扎渡水电站为例,预测分析了大坝建成后其下游河道水温随时间、空间变化的规律,以及水温变化对下游流域周围环境产生的有利影响及不利影响. 预测结果表明,该模型具备模拟河道纵向水温变化的功能;水库的下泄水温是影响其下游河道水温变化规律和水温预测精度的重要参数.
【总页数】5页(P235-239)
【作者】王颖;臧林;张仙娥
【作者单位】西安理工大学,水利水电学院,陕西,西安,710048;西安理工大学,水利水电学院,陕西,西安,710048;西安理工大学,水利水电学院,陕西,西安,710048
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【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.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
3.黄河黑山峡河段水库下游河道水温预测 [J], 唐旺;王理;权全
4.滩坑水库建成后下游河道水温的预测 [J], 杨芳丽;张小峰;谈广鸣;陆俊卿
5.龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响 [J], 宋策;周孝德;辛向文
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
坝前库水温度预测方法研究进展大坝建成之后,将在坝体上游面形成水库,坝前库水温度在上游来水、太阳辐射地岩温度等众多环境下将呈现不同的温度规律。
而在大坝设计阶段,就应该预测出坝前库水温度分布情况作为基础来对整个大坝的稳定性及结构安全性进行分析。
文章主要对坝前库水温度的基本分布情况进行介绍,总结出库水温度分布情况变化规律和预测方法研究对比,并对每个方法应用场景进行分类。
标签:库水温度;垂向水温结构;水温分层;预测方法引言水电站拦河大坝由于其自身特性,对外界温度变化敏感,因此大坝建设到运行期控制外界温度变化对大坝整个寿命周期安全性和稳定性至关重要,而在运行期,库水温度是坝体接触时间较长,影响也较为深远的外界温度之一。
在水工建筑物设计阶段,需要对坝前库水温度在不同蓄水深度下的温度表现以及不同时段下的变化规律进行预测,以便作为水工建筑物设计的初始温度边界条件进行大坝在各个运行阶段状态分析和评估。
如在计算混凝土坝内部稳定温度场和温度应力场时,需要坝前库水多年平均水温,年变化幅度等作为基础资料进行研究分析;为了确定拱坝在运行期的温度荷载,还必须知道库水温度的相位差;对于大坝基础温度和温度控制标准,计算中都不可避免将坝前库水温度考虑其中等等。
可见研究水库水温对大坝从设计阶段到运营阶段的整个生命周期都有着很重要的意义。
随着大体混凝土各项技术的成熟与应用,世界各地建造大型水利工程突破以往各种技术瓶颈,在建坝高度和建坝类型上都有了长足的进步。
早在20世纪30年代起,库水温度作为大坝内部温度应力分析重要外界边界条件逐渐被人们所重视。
许多国家都开始对坝前库水温度进行长期监测和研究分析。
大多数水库因为拦河大坝的存在,水流速度变得很小,基本不存在水的紊流,由于水体的密度和水温有着非常密切的关系,深层水库水体从库底到水库表面形成的温度梯度会抑制对流,因此一般来说,水库水体在水平面上有着相差不大的温度表现,也就是说大部分水库从水体垂向结构来说,具有水体水温分层现象,水库越深,表现越明显,这是大部分水库具备的重要特征之一。
汾河水库水温分布结构分析
范术芳
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】汾河水库作为山西最大的综合利用水库,科学地预测水库的水温分布结构和采取相应的温控措施,具有重大的工程意义.文中利用现场观测和数值模拟两种方法对汾河水库水温分布进行预测分析,实测值不仅为水温预测提供了基础数据,而且验证了数学模型的适用性.数值模拟的结果表明,汾河水库属于分层型水库,夏冬季节呈典型的分层状态,冬季下泄水温保持在4℃左右,而春秋两季受季节交替的影响,水库水温处于翻滚状态,在垂向上呈现混合.
【总页数】3页(P63-65)
【作者】范术芳
【作者单位】山西省水利建设开发中心山西太原030002
【正文语种】中文
【中图分类】TV697
【相关文献】
1.汾河水库水温分布的现场试验 [J], 杨红秀
2.基于立面二维水动力-水温耦合模型的水库水温分布 [J], 王冠;韩龙喜;常文婷
3.长山群岛海区春季水温垂直结构分析 [J], 李庆红;赵宏杰;张磊;蔡佳
4.岩滩水库水温结构分析 [J], 黄月英;陈志明;谢鸿;唐丽;周文安
5.汾河水库不同频率年的水温数值分析 [J], 杨红秀
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水布垭水库及坝下河道水温观测分析
周鹏;李翔;张德见;赵心畅;刘黄诚
【期刊名称】《环境影响评价》
【年(卷),期】2016(038)003
【摘要】通过采用温盐深仪对水布垭水库库区、坝前、坝下水温进行观测,结果表明:水布垭水库坝前水体常年处于温度分层状态,夏季表层与底层温差较大,冬季温差很小;坝下观测断面比坝前断面取水口底板高程处水温高约0~8.0℃;大部分月份坝下断面水温相当于坝前取水口高度以上10~20 m处水温;坝前700 m断面与库中断面分层趋势基本一致;表层水温变化与气温具有较大相关性。
【总页数】3页(P32-34)
【作者】周鹏;李翔;张德见;赵心畅;刘黄诚
【作者单位】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙410014
【正文语种】中文
【中图分类】X820.3
【相关文献】
1.大坝下游河道水温变化规律及其影响
2.大坝下游河道冲刷及水温变化对生态的影响
3.水布垭水库及坝下河道水温观测分析
4.河道水温模型及糯扎渡水库下游河道水温预测
5.北汝河汝州市城区段河道水温观测分析
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。