CN102704440A - 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法 - Google Patents

利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102704440A
CN102704440A CN2012100074608A CN201210007460A CN102704440A CN 102704440 A CN102704440 A CN 102704440A CN 2012100074608 A CN2012100074608 A CN 2012100074608A CN 201210007460 A CN201210007460 A CN 201210007460A CN 102704440 A CN102704440 A CN 102704440A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
reservoir
tributary
water temperature
thermocline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100074608A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102704440B (zh
Inventor
戴会超
王玲玲
余真真
朱海
戴凌全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Three Gorges Corp
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN 201210007460 priority Critical patent/CN102704440B/zh
Publication of CN102704440A publication Critical patent/CN102704440A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102704440B publication Critical patent/CN102704440B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明属于湖库水生态改善与修复技术领域，是一种利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，在支流库湾水温分层期间，使下泄流量产生波动，进而引起库区水位产生波动，在支流库湾河口形成潮汐现象；库湾与干流水库之间形成潮汐式吞吐流；吞吐流在温跃层处产生剪切作用，因而在温跃层附近产生潮成内波；潮成内波沿温跃层的传输，使跃层上下水体出现反向流动，出现了交替流的现象，水体温度场出现混合，进而起到改善水温分层的作用。本发明结合水库的调度，激发深水湖库等密度分层水体使其产生内波，形成一种天然的水下搅拌式的运动。本方法易于实现，可影响大范围的水体，显著提高水体的水动力强度，抑制水温分层，达到改善水体生态环境的目的。

Description

利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法
技术领域
本发明属于湖库水生态改善与修复技术领域，具体的说是一种利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法。
背景技术
河道型水库建成后，支流受干流水位的顶托，形成库湾。水流流速十分缓慢（仅毫米量级），水深大（达100米以上），其水动力特性类似于深水湖泊，水温层化现象显著,易形成稳定分层型水体，稳定分层型水体从上到下分为温变层、温跃层和滞温层。水温是藻类生长的主要影响因素，水温分层所形成的温跃层将导致污染物及营养盐浓度出现跃层,阻隔了上下层水体的物质和能量交换。温跃层下部水体溶解氧含量降低、二氧化碳浓度增加，形成还原环境，引起浮游生物、水生植物的种类、数量、分布发生改变，下泄低温水还可能引起鱼类产卵期延后、产卵率降低，使灌区农作物代谢缓慢、产量下降，对坝址下游大范围内的水生态与水环境都将带来诸多不利。
对于水温分层及其导致低温水下泄所产生的生态环境问题，目前主要通过工程措施，如对取水口局部采用分层取水、叠梁门、动力搅拌、曝气等方法，虽然使所取水体水温适当提高，但这些措施都无法改变库区大体积水域温度分层状况、不能改善库区大范围水体的生态环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，可显著提高水体的水动力强度，抑制水温分层，达到改善水体生态环境的目的。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，包括与水库干流连接的水库支流，水库支流存在支流库湾，水库干流上建有大坝，包括以下步骤：
㈠在河道型水库支流库湾水温层化期间，利用水电站、船闸或枢纽运行调度，使大坝前水位（水位是指坝前水位，当支流离坝址比较近时，一般认为支流库湾水位与坝前水位保持同步。）出现交替变化现象，引起河道型水库支流库湾河口形成类似潮汐现象的水位波动；
㈡水库支流库湾与水库干流之间水体剧烈交换，形成潮汐式吞吐流；
㈢吞吐流在温跃层处产生剪切作用，在温跃层附近产生潮成内波；
㈣潮成内波沿温跃层的传输与破碎过程使温跃层上下水体出现反向流动，带动密度跃层上下水体充分混合，起到改善水温分层的作用。
本发明利用海洋内波的产生与传输机理，结合水库的生态调度方法，激发深水湖库等密度分层水体使其产生内波。内波在水体中传播时，不仅会使流速增大，而且使得密度跃层上下的水流呈剪切状态，直接影响到水体中物质输运，改变其运动轨迹。内波在传播过程中，会造成内波场的不稳定和内波破碎，导致水体内部的混合，形成一种天然的水下搅拌，起到抑制水体水温分层的作用。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，河道型水库支流库湾水温层化期间，温跃层处垂向温度梯度达到0.2℃/m以上。水温分层是内波产生的前提条件，只有垂向温度梯度达到0.2℃/m以上时，才会产生内波。
本发明的有益效果是：本发明结合水库的调度，激发深水湖库等密度分层水体使其产生内波，形成一种天然的水下搅拌式的运动。本方法易于实现，可影响大范围的水体，显著提高水体的水动力强度，抑制水温分层，达到改善水体生态环境的目的。
附图说明
图1是本发明的大坝与支流地理位置示意图。
图2是水电站、船闸或枢纽运行调度所产生的坝前水位波动图。
图3是潮汐式吞吐流示意图。
图4是内波作用下库湾温跃层附近水温振荡示意图。
图5是某水库在调度过程中水位及水位日变幅过程图。
具体实施方式
    实施例1
本实施例提供的一种利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，坝与支流地理位置示意如图1所示，包括与水库干流连接的水库支流，水库支流存在支流库湾d，水库干流上建有大坝b，包括以下步骤：
㈠在河道型水库支流库湾d水温层化期间，利用水电站、船闸或枢纽运行调度，使大坝b前水位（水位是指坝前水位，当支流离坝址比较近时，一般认为支流库湾水位与坝前水位保持同步。）出现交替变化现象，水电站、船闸或枢纽运行调度所产生的坝前水位波动如图2所示，从而引起河道型水库支流库湾河口c形成类似潮汐现象的水位波动；河道型水库支流库湾d水温层化期间，温跃层处垂向温度梯度达到0.2℃/m以上，水温分层是内波产生的前提条件，只有垂向温度梯度达到0.2℃/m以上时，才会产生内波；
㈡水库支流库湾与水库干流之间水体剧烈交换，形成潮汐式吞吐流，形成的潮汐式吞吐流如图3所示；
㈢吞吐流在温跃层处产生剪切作用，在温跃层附近产生潮成内波；
㈣潮成内波沿温跃层的传输与破碎过程使温跃层上下水体出现反向流动，带动密度跃层上下水体充分混合，起到改善水温分层的作用，内波作用下库湾温跃层附近水温振荡如图4所示。
本发明通过调节水电站、船闸或枢纽运行调度时的下泄流量，产生剧烈的水位波动，进而引发内重力波。内重力波是隐藏于密度分层流中的一种特定波动，当它沿密度跃层传输时，形成波幅大、波速低、波长长、携带巨大能量的内波，其传输与破碎过程将带动密度跃层上下水体充分混合，可在大尺度内抑制水温层化。本发明能有效改善深水湖、库、湾、峡的密度层化特性，相对于目前工程界常用的分层取水、动力搅拌、曝气等工程措施，具有操作简单、效果明显等优点，可从根本上改善库湾水温分层所带来的水生态问题。
图5中e、f分别是水库在调度过程中水位及水位日变幅过程图。由图可以看出，水位日变幅继续增大，水温分层状态得到进一步改善，水质状况明显好转。本发明提供的方法对于抑制水库支流库湾温跃层的产生与发展，改善库湾水生态与水环境具有显著的效果。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，包括与水库干流连接的水库支流，水库支流存在支流库湾，水库干流上建有大坝，其特征在于：包括以下步骤：
㈠在河道型水库支流库湾水温层化期间，利用水电站、船闸或枢纽运行调度，使大坝前水位出现交替变化现象，引起河道型水库支流库湾河口形成类似潮汐现象的水位波动；
㈡水库支流库湾与水库干流之间水体剧烈交换，形成潮汐式吞吐流；
㈢吞吐流在温跃层处产生剪切作用，在温跃层附近产生潮成内波；
㈣潮成内波沿温跃层的传输与破碎过程使温跃层上下水体出现反向流动，带动密度跃层上下水体充分混合，起到改善水温分层的作用。
2.如权利要求1所述的利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法，其特征在于：河道型水库支流库湾水温层化期间，温跃层处垂向温度梯度达到0.2℃/m以上。
CN 201210007460 2012-01-11 2012-01-11 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法 Active CN102704440B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210007460 CN102704440B (zh) 2012-01-11 2012-01-11 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210007460 CN102704440B (zh) 2012-01-11 2012-01-11 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102704440A true CN102704440A (zh) 2012-10-03
CN102704440B CN102704440B (zh) 2013-05-15

Family

ID=46897472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210007460 Active CN102704440B (zh) 2012-01-11 2012-01-11 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102704440B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102930157A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 中国长江三峡集团公司 河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法
CN103572733A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 河海大学 一种深水水库水温分层智能自调节改善装置和方法
CN105893672A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 中国水利水电科学研究院 一种狭长河道型水库全生命周期温度场研究方法
CN105926548A (zh) * 2016-06-23 2016-09-07 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水库坝下支流与坝上干流结合的上行过鱼结构及方法
CN111395279A (zh) * 2020-04-20 2020-07-10 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种适用于产粘性卵鱼类上溯的生态调度系统
CN115821838A (zh) * 2022-11-10 2023-03-21 三峡大学 利用水库日调节调度激发水流振荡抑制水库热分层的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余真真等: "三峡水库香溪河库湾水温分布特性研究", 《长江流域资源与环境》 *
马超等: "人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响机制初探", 《天津大学学报》 *
黄钰玲等: "水库建设与生态系统和谐", 《节水灌溉》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102930157A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 中国长江三峡集团公司 河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法
CN102930157B (zh) * 2012-10-30 2015-05-20 中国长江三峡集团公司 河道型水库支流库湾水体水动力特性分区方法
CN103572733A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 河海大学 一种深水水库水温分层智能自调节改善装置和方法
CN103572733B (zh) * 2013-11-12 2014-09-17 河海大学 一种深水水库水温分层智能自调节改善装置和方法
CN105893672A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 中国水利水电科学研究院 一种狭长河道型水库全生命周期温度场研究方法
CN105893672B (zh) * 2016-03-31 2019-02-05 中国水利水电科学研究院 一种狭长河道型水库全生命周期温度场研究方法
CN105926548A (zh) * 2016-06-23 2016-09-07 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水库坝下支流与坝上干流结合的上行过鱼结构及方法
CN111395279A (zh) * 2020-04-20 2020-07-10 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种适用于产粘性卵鱼类上溯的生态调度系统
CN111395279B (zh) * 2020-04-20 2022-03-29 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种适用于产粘性卵鱼类上溯的生态调度系统
CN115821838A (zh) * 2022-11-10 2023-03-21 三峡大学 利用水库日调节调度激发水流振荡抑制水库热分层的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102704440B (zh) 2013-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102704440B (zh) 利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法
McClimans et al. Controlled artificial upwelling in a fjord to stimulate non-toxic algae
CN102803464A (zh) 一种养殖、收获和处理生物质的系统和方法
CN204070056U (zh) 一种藻鱼混合养殖网箱
CN102138541A (zh) 一种浅海管道式海底营养盐注气提升装置
CN105557573A (zh) 人工浅海生态系统海洋牧场
CN104472409A (zh) 调控全球气候变化绿色地球工程系统装置
CN105036375A (zh) 利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法
CN105191839B (zh) 凹型湾口和峡湾悬索式拦网设施及牧场化生态养殖方法
Zhang et al. Reviews of power supply and environmental energy conversions for artificial upwelling
CN105918230B (zh) 潮流泵式人工下降流装置
CN205567471U (zh) 一种凹型湾口和峡湾悬索式拦网设施
CN202425451U (zh) 蟹、贝、藻立体养殖生物固碳装置
CN110199927A (zh) 一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁
CN107197796B (zh) 一种潮间带海水浮游生物的培育方法
CN201947781U (zh) 海底营养盐注气提升装置
CN102346984B (zh) 一种模拟潮汐运动的自动化装置
CN203136791U (zh) 一种陆基透水式养殖装置
CN203399615U (zh) 一种循环水无公害养殖泥鳅池
CN203675725U (zh) 一种用于水体绿化的种植容器
CN103283666A (zh) 高密度螃蟹养殖用池塘
CN203327746U (zh) 高密度螃蟹养殖池内水体产生微流的装置
CN201216118Y (zh) 海参养殖设施
CN201365456Y (zh) 一种贝/藻类养殖筏的水下固定装置
JP2001336479A (ja) 深層水汲み上げ方法および深層水汲み上げ装置、ならびにそれを利用した海洋緑化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHINA THREE GORGES CORPORATION

Free format text: FORMER OWNER: DAI HUICHAO

Effective date: 20150114

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 210098 NANJING, JIANGSU PROVINCE TO: 443002 YICHANG, HUBEI PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150114

Address after: 443002 Jianshe Road, Hubei, No. 1,

Patentee after: CHINA THREE GORGES Corp.

Address before: Xikang Road 210098 Jiangsu city of Nanjing province No. 1 Office of the president of Hohai University

Patentee before: Dai Huichao