CN105698968A - 一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 - Google Patents
一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105698968A CN105698968A CN201610112399.1A CN201610112399A CN105698968A CN 105698968 A CN105698968 A CN 105698968A CN 201610112399 A CN201610112399 A CN 201610112399A CN 105698968 A CN105698968 A CN 105698968A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reservoir
- water temperature
- observation
- converge
- density flow
- 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.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 262
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 46
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 40
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 40
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 40
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 40
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 37
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 12
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000005437 stratosphere Substances 0.000 description 5
- 210000000476 body water Anatomy 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- UZVHFVZFNXBMQJ-UHFFFAOYSA-N butalbital Chemical compound CC(C)CC1(CC=C)C(=O)NC(=O)NC1=O UZVHFVZFNXBMQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C13/00—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
- G01C13/008—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
- G01K13/026—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving liquids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统，所述方法是根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，对水温分层型水库浑水异重流入汇后，其下游库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构动态变化规律进行观测，以确保水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测成果的系统性、代表性、可靠性；所述包括布设在库区的若干各观测断面和若干条观测垂线，并在观测垂线上布设有相应的观测点，所述观测点上设置有对应的水温观测仪器。采用本发明所述的观测方法及系统，提高了河流、水库等水体的水温变化及分布规律系统观测工作技术水平及成果质量，克服现有技术的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统，属于水利水电工程水文观测技术领域。
背景技术
异重流是指在重力场中由于流体密度差异而产生的分层流动，又称密度流或重力流。对水流而言，由于水流挟带泥沙而形成的异重流称浑水异重流，其中：流进水库的浑浊河水潜入库底，在水库清水之下沿库底向前运动，形成水库浑水异重流；两河交汇，当各自水流含沙量不同时，可在合处产生分层运动现象，形成河道浑水异重流。
水利水电工程等拦河水工建筑物成库后改变了水库库区的水文情势与水体环境，水库既调蓄水量又储存热量，因此会导致水库库区水体水温出现分层现象。对于水温分层型水库，当库区挟沙浑水支流进入水库回水区后，浑水中的粗泥沙不能继续为库区静缓水流所挟带，淤积在挟沙浑水支流入汇的进口部位，而浑水中的细颗粒泥沙则与库内清水形成一定的密度差，并由此产生压力的差别，开始潜入水温分层型水库底部，形成水库浑水异重流，水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流，其入汇水温还与水温分层型水库库底常年低温水体存在一定的温度差，在密度差、压力差、温度差等因素综合作用下，给入汇后一定范围内的水温分层型水库库区水温分布结构产生一定影响。
目前，水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流对其下游一定范围内的水温分层型水库库区水温分布结构产生影响的机理研究很少，尤其是针对水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化的系统观测研究，更是处于空白阶段，水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测的技术方法与要求缺乏相关导则或规范的有效统一，观测成果质量普遍存在系统性、代表性、可靠性不强等问题，对提高我国河流、水库等水体水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发等工作的参考意义不大，不能很好的指导水利水电工程库区环境影响系统研究工作的科学开展。
因此，如何开展水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测，研究水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流对其下游一定范围内的水温分层型水库库区水温分布结构产生影响的机理，并为进行相关影响的系统研究作好技术支撑，是目前水利水电工程水文观测技术领域亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统。根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游一定范围沿程的流动、参混等发展及变化实际，结合水温分层型水库库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构分布动态变化情况，对水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法作出要求，以提高水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测工作技术水平及成果质量，克服现有技术的不足。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法，该方法是根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，对水温分层型水库浑水异重流入汇后，其下游库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构动态变化规律进行观测，以确保水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测成果的系统性、代表性、可靠性。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测，是指结合水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区、参混消亡区分别布设相应水温观测断面对水温结构变化规律进行观测。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇发展区，根据水库水体浑浊区发展与参混情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化发展效应。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的参混消亡区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇参混消亡区，根据水库水体浑浊区参混与消亡情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化消弱效应。
所述水库浑水异重流入汇后断面横向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测范围向各水温观测断面上横向布设相应观测垂线进行观测。
所述水库浑水异重流入汇后水体垂向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，在观测范围各水温观测垂线上垂向布设相应水温具体测点进行观测。
所述水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测采用人工操作方式，将水温观测仪器置于指定水温观测垂线的待测点上，至少停留15秒，待仪器读数稳定且自动记录垂向测点水温与水深数据后，将探头移至下一测点，直至整条垂线观测完成，回收探头，并现场备份观测仪器相关数据。
一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测系统，包括布设在库区的若干各观测断面和若干条观测垂线，并在观测垂线上布设有相应的观测点，所述观测点上设置有对应的水温观测仪器。
所述观测断面的布设根据水库浑水异重流入汇后库区纵向入汇发展区和参混消亡区的区域特性实际确定，其中：布设在观测范围上边界的观测断面为2个，设置的2条观测垂线均布设在相应河道中泓处；在入汇口至下游常年异重流全面参混处区间河段布设观测断面为7个，并在河道中泓处以及左、右两侧均布设观测垂线，合计布设21条观测垂线；在入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间河段布设观测断面为5个，并在河道中泓处以及左侧均布设观测垂线，合计设10条观测垂线；在入汇口下游常年异重流消亡处至水电站大坝区间河段布设观测断面为6个，并在相应河道中泓处布设6条观测垂线。
所述水温观测仪器采用能自动记录水深、水温参数的仪器，且水温传感器的分辨率为0.01℃及以上，精度为±0.15℃及以上，量测范围-5～100℃，水深传感器精度为0.3米及以上，工作深度范围0～500米。
本发明的有益效果是：
采用本发明所述的观测方法，对提高我国河流、水库等水体的水温变化及分布规律系统观测工作技术水平及成果质量，克服现有技术的不足，进一步提升我国河流、水库等水体水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发研究工作水平，推动行业技术进步具有重要意义，具有显著的经济、社会和环境效益。
与现有技术相比，本发明系统考虑了水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游一定范围沿程的流动、参混等发展及变化情况，以及观测工作精度要求，提出了水温分层型水库浑水异重流入汇后，其下游库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构动态变化规律观测方法与技术要求，对水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测进行了全面、有效覆盖，确保了水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测成果的系统性、代表性、可靠性。
附图说明
图1为采用本发明所述方法对龙滩水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测断面布置示意图。
图中：1—北盘江入汇处支流上游1.0km断面中泓处观测垂线，2—北盘江入汇处干流上游1.0km断面中泓处观测垂线，3—北盘江入汇处断面中泓处观测垂线，4—北盘江入汇处断面中泓处左侧250m观测垂线，5—北盘江入汇处断面中泓处右侧250m观测垂线，6—北盘江入汇处下游5km断面中泓处观测垂线，7—北盘江入汇处下游5km断面中泓处左侧250m观测垂线，8—北盘江入汇处下游5km断面中泓处右侧250m观测垂线，9—北盘江入汇处下游10km断面中泓处观测垂线，10—北盘江入汇处下游10km断面中泓处左侧250m观测垂线，11—北盘江入汇处下游10km断面中泓处右侧250m观测垂线，12—北盘江入汇处下游15km断面中泓处观测垂线，13—北盘江入汇处下游15km断面中泓处左侧250m观测垂线，14—北盘江入汇处下游15km断面中泓处右侧250m观测垂线，15—北盘江入汇处下游20km断面中泓处观测垂线，16—北盘江入汇处下游20km断面中泓处左侧250m观测垂线，17—北盘江入汇处下游20km断面中泓处右侧250m观测垂线，18—北盘江入汇处下游25km断面中泓处观测垂线，19—北盘江入汇处下游25km断面中泓处左侧250m观测垂线，20—北盘江入汇处下游25km断面中泓处右侧250m观测垂线，21—北盘江入汇处下游30km断面中泓处观测垂线，22—北盘江入汇处下游30km断面中泓处左侧250m观测垂线，23—北盘江入汇处下游30km断面中泓处右侧250m观测垂线，24—北盘江入汇处下游38km断面中泓处观测垂线，25—北盘江入汇处下游38km断面中泓处左侧250m观测垂线，26—北盘江入汇处下游46km断面中泓处观测垂线，27—北盘江入汇处下游46km断面中泓处左侧250m观测垂线，28—北盘江入汇处下游54km断面中泓处观测垂线，29—北盘江入汇处下游54km断面中泓处左侧250m观测垂线，30—北盘江入汇处下游62km断面中泓处观测垂线，31—北盘江入汇处下游62km断面中泓处左侧250m观测垂线，32—北盘江入汇处下游70km断面中泓处观测垂线，33—北盘江入汇处下游70km断面中泓处左侧250m观测垂线，34—北盘江入汇处下游80km断面中泓处观测垂线，35—北盘江入汇处下游90km断面中泓处观测垂线，36—北盘江入汇处下游100km断面中泓处观测垂线，37—北盘江入汇处下游110km断面中泓处观测垂线，38—北盘江入汇处下游120km断面中泓处观测垂线，39—龙滩水电站坝前500m断面中泓处观测垂线，40—龙滩水电站大坝。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法，该方法是根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，对水温分层型水库浑水异重流入汇后，其下游库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构动态变化规律进行观测，以确保水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测成果的系统性、代表性、可靠性。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测，是指结合水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区、参混消亡区分别布设相应水温观测断面对水温结构变化规律进行观测。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇发展区，根据水库水体浑浊区发展与参混情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化发展效应。入汇发展区水温结构变化规律观测断面应至少应考虑四个控制断面，即水库浑水异重流入汇点干流上游1～3公里处断面(干流观测范围上边界)、水库浑水异重流入汇点支流上游1～3公里处断面(支流观测范围上边界)、水库浑水异重流入汇点断面、水库浑水异重流全面参混断面。若水库浑水异重流入汇发展区较长或观测工作精度要求较高，则应根据观测工作需要在控制断面之间增设相应断面。
所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的参混消亡区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇参混消亡区，根据水库水体浑浊区参混与消亡情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化消弱效应。参混消亡区水温结构变化规律观测断面应至少应考虑两个控制断面，即水库浑水异重流全面参混断面和消亡消失断面(观测范围下边界)。若水库水体浑浊区参混与消亡已影响至水库坝前水域，或需要调查坝前水体水库浑水异重流入汇参混影响，则应将水库坝前200～1000米处观测断面作为观测范围下边界。若水库浑水异重流入汇后库区纵向参混消亡区较长或观测工作精度要求较高，则应根据观测工作需要在控制断面之间增设相应断面。
所述观测工作精度要求，是指根据观测工作目标和技术深度要求，在观测范围加密或精简相关观测断面，但水温观测断面的具体布设应以确保观测成果对水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律特性进行有效覆盖为宜。入汇发展区或参混消亡区长度在10.0公里以下的，观测断面间距宜为0.5～1.0公里；入汇发展区或参混消亡区长度在10.0～20.0公里的，观测断面间距宜为1.0～2.0公里；入汇发展区或参混消亡区长度在20.0～50.0公里的，观测断面间距宜为2.0～3.0公里；入汇发展区或参混消亡区长度在50.0～100.0公里的，观测断面间距宜为3.0～5.0公里；入汇发展区或参混消亡区长度在100.0公里以上的，观测断面间距宜为5.0～10.0公里。对入汇发展区与参混消亡区交界范围或总体观测范围边界水温结构分布及变化规律研究工作精度要求较高的，应在入汇发展区与参混消亡区交界范围或总体观测范围边界加密布设水温观测断面。
所述水库浑水异重流入汇后断面横向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测范围向各水温观测断面上横向布设相应观测垂线进行观测。原则上每个观测断面的深弘线(或中泓线)上须设置一条观测垂线，断面横向上各观测垂线的间距宜在100～500米，以有效控制观测断面水势变化转折边界为宜。若观测断面横向宽度大于500米，应根据观测工作精度要求增加垂线数目，且增加的观测垂线宜由观测断面深弘线(或中泓线)为中心向两侧均匀、连续布设，并应重点考虑水库浑水异重流入汇一侧观测垂线的布设。
所述水库浑水异重流入汇后水体垂向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，在观测范围各水温观测垂线上垂向布设相应水温具体测点进行观测。考虑水库浑水异重流在库底分布并参混实际，原则上分别在水温分层型水库观测垂线水深方向的库表表温层、库中温变层、库底同温层等不同水温结构层予以布设测点，并根据相邻测点间温差情况予以增设测点。库表表温层内的测点一般布设在水面以下0.5米；库中温变层内的测点一般沿垂线水深方向每间隔3.0米布设1个，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，则在区间增加测点；库底同温层内的测点一般沿垂线水深方向每间隔2.0米布设1个，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，则在区间增加测点。
一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测系统，包括布设在库区的若干各观测断面和若干条观测垂线，并在观测垂线上布设有相应的观测点，所述观测点上设置有对应的水温观测仪器。
所述观测断面的布设根据水库浑水异重流入汇后库区纵向入汇发展区和参混消亡区的区域特性实际确定，其中：布设在观测范围上边界的观测断面为2个，如图1所示，布设在观测范围上边界的2个观测断面分别为北盘江入汇处支流上游1.0km断面和干流上游1.0km断面，设置的2条观测垂线均布设在相应河道中泓处；
在入汇口至下游常年异重流全面参混处区间河段布设观测断面为7个，并在河道中泓处以及左、右两侧均布设观测垂线，合计布设21条观测垂线；以龙滩水电站为例，在北盘江入汇口至下游常年异重流全面参混处区间30km河段观测断面7个：分别位于北盘江入汇处断面，以及北盘江入汇处下游5km、10km、15km、20km、25km、30km断面，均考虑在河道中泓处以及左、右两侧250m布设观测垂线，合计21条垂线；
在入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间河段布设观测断面为5个，并在河道中泓处以及左侧均布设观测垂线，合计设10条观测垂线；以龙滩水电站为例，在北盘江入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间40km河段观测断面5个：分别位于北盘江入汇处下游38km、46km、54km、62km、70km断面，均考虑在河道中泓处以及左侧250m布设观测垂线，合计10条垂线；
在入汇口下游常年异重流消亡处至水电站大坝区间河段布设观测断面为6个，并在相应河道中泓处布设6条观测垂线；以龙滩水电站为例，北盘江入汇口下游常年异重流消亡处至龙滩水电站大坝区间60km河段观测断面6个：分别位于北盘江入汇处下游80km、90km、100km、110km、120km断面，以及龙滩水电站坝前500m断面，设置的6条观测垂线均布设在相应河道中泓处。
由上可知，从空间上共计在库区布设了20个观测断面和39条观测垂线，其中1条为支流观测垂线、38条为干流观测垂线。
各断面上的观测垂线布设也是根据各断面实际考虑布设的。原则上每个观测断面的深弘线(或中泓线)上须设置一条观测垂线，断面横向上各观测垂线的间距宜在100～500米，以有效控制观测断面水势变化转折边界为宜。若观测断面横向宽度大于500米，应根据观测工作精度要求增加垂线数目，且增加的观测垂线宜由观测断面深弘线(或中泓线)为中心向两侧均匀、连续布设，并应重点考虑水库浑水异重流入汇一侧观测垂线的布设。
如图1所示，本发明观测垂线的具体布设情况为：观测范围上边界观测断面仅考虑中泓线(即编号为1、2观测垂线)；北盘江入汇口至下游常年异重流全面参混处区间30km河段观测断面考虑中泓线及两侧(即编号为3～23观测垂线)；北盘江入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间40km河段观测断面考虑中泓线及水库浑水异重流入汇一侧(即编号为24～33观测垂线)；北盘江入汇口下游常年异重流消亡处至龙滩水电站大坝区间60km河段观测断面仅考虑中泓线(即编号为34～39观测垂线)；
各垂线上的具体测点也是根据各垂线实际考虑的，且每一条垂线的具体测点数目均不一，根据观测水深，各垂线的测点少则十余个、多则数十个，由于观测周期内各垂线水深是动态变化的，总测点在1000余个至2000余个之间动态变化，本发明测点布设的原则要求，为：库表表温层水体测点布设1个测点，即水面以下0.5m；库中温变层水体测点沿水温观测垂线水深方向每间隔3.0m布设1个测点，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，根据实际情况在区间增加测点；库底同温层水体测点沿水温观测垂线水深方向每间隔2.0m布设1个测点，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，根据实际情况在区间增加测点。测量对象为异重流，因此重点考虑在库底加密布设。
所述水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测采用人工操作方式，将水温观测仪器置于指定水温观测垂线的待测点上，停留足够时间，一般至少15秒，待仪器读数稳定且自动记录垂向测点水温与水深数据后，将探头移至下一测点，直至整条垂线观测完成，回收探头，并现场备份观测仪器相关数据。水温观测仪器一般采用能自动记录水深、水温等参数的仪器，水温传感器的分辨率为0.01℃及以上，精度为±0.15℃及以上，量测范围-5～100℃，水深传感器精度为0.3米及以上，工作深度范围0～500米；水温传感器无需校准，水深传感器可根据施测位置当地大气压予以现场校准。
下面结合龙滩水电站实施实例对本发明的技术方案作进一步详细说明如下：
(1)观测工作背景情况：
龙滩水电站是国家实施西部大开发和“西电东送”战略的标志性工程，是红水河水电开发的骨干工程和龙头水库，工程主要开发任务为发电，兼有防洪、航运等综合效益。龙滩水电站坝址控制流域面积98500km2，多年平均径流量508亿m3，多年平均流量1610m3/s，龙滩大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高192m，坝顶长746.49m，水库正常蓄水位375m，相应库容162.1亿m3，死水位330m，相应库容50.6亿m3，水库具有年调节能力。
红水河龙滩水库库区水温结构变化规律系统观测研究是国内第一个针对较大型水库库区水温结构变化规律进行的长系列、大尺度系统同步原型观测的基础科学研究，获得了环境保护部、水利部的高度评价，对推动行业技术进步具有重要意义。
目前，研究成果已置于环境保护部国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室基础数据平台，为我国水库水温结构判别模型研究、水温预测经验公式改进研究、水库水温数学模型及其计算软件开发研究等提供了重要科学依据。
(2)水库坝前水温垂向分布整体预测情况:
根据龙滩水电站水库坝前垂向水温分布整体预测成果可知：每年12月至2月，水库垂向水体接近同温分布，库表、库底水体水温温差较小；每年3月至6月，水库垂向水体出现一个温跃层，基本在水库表层至水下40m，水面40m以下为滞温层；每年7月至9月，水库垂向水体会出现两个温跃层，第一个温跃层一般出现在水库表层至水下10m，第二个温跃层一般出现在水下60m至水下90m，水面90m以下为滞温层；每年10月至11月，水库垂向水体出现一个温跃层，基本在水库表层至水下70m，水面70m以下为滞温层。
龙滩水电站大坝坝顶高程382m，坝前坝底高程210m，坝前深水区观测水深达165m，结合坝前垂向水温分布整体预测成果，在正常蓄水位375m运行情况下，水库表层至水下90m的范围(即高程285m～375m范围)基本为垂向水温变化较大的温变层，水下90m至库底区间水体(即高程210m～285m范围)基本为垂向水温变化较小的同温层。
(3)观测仪器及现场操作情况
采用YSI6600多参数水质监测仪，该仪器能自动记录水库垂向水体的水深、水温等参数，其水温传感器的分辨率为0.01℃，精度为±0.15℃，范围-5～50℃，水深传感器的精度为0.3m，工作深度范围0～200m。水温传感器无需校准，水深传感器根据施测位置当地大气压予以现场校准。
龙滩水电站水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测采用人工方式进行操作，将YSI6600多参数水质监测仪探头置于指定观测垂线的待测点上，停留足够时间(约20秒)，待仪器读数稳定且自动记录垂向测点水温与水深数据后，将探头移至下一测点，直至整条垂线观测完成，回收探头，将监测仪主机与便携式计算机连接，将各垂线水温观测结果现场予以备份。
为保证各水温观测垂线位置维持在预设位置，保障观测人员、仪器的安全，在YSI6600多参数水质监测仪上捆绑设置10kg重的铁锤以作配重，观测船采取机械动力式，设安全员利用尼康1200S激光测距望远镜(量测范围10～1100m，量测精度±0.5m)予以确定观测垂线位置变化情况，位置偏移超过10m时由安全员提示观测船操作人员调整观测垂线位置。观测时同步记录观测时刻、位置及相应气温。
(4)龙滩水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测断面及垂线布设：
北盘江为红水河上游左岸的最大支流，发源于云南省曲靖市马雄山西北坡，流经云南、贵州两省，于贵州省望谟县蔗香与西来的南盘江会合，会合后称为红水河。北盘江流域植被较差，水土流失严重，是贵州省的产沙高值区，流域中大渡口、草坪头、盘江桥、这洞站输沙模数均在1000t/km2以上。北盘江天然悬移质泥沙年内分配极不均匀，5～10月洪水带来大量泥沙，这一时期输沙量和含沙量都很大，输沙量可占了全年的97％，其中6～8月就占到了全年的75％；11月～次年4月流量较小，输沙量和含沙量也相应较小。
龙滩水电站大坝位于干流南盘江与支流北盘江汇合后的红水河汇口下游130km处，龙滩水库大坝至南北盘江汇合口区间库区河段的平均河宽为850m。观测龙滩水库支流北盘江汛期浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化情况，根据龙滩水库库区南盘江、北盘江交汇的实际情况，结合观测工作精度要求，设置的龙滩水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测断面共计20个(布设观测垂线39条)。
其中：观测范围上边界观测断面2个：为北盘江入汇处支流上游1.0km断面、干流上游1.0km断面，设置的2条北盘江入汇处支流上游1.0km断面中泓处观测垂线1和北盘江入汇处干流上游1.0km断面中泓处观测垂线均布设在相应河道中泓处。
北盘江入汇口至下游常年异重流全面参混处区间30km河段观测断面7个：分别位于北盘江入汇处断面，以及北盘江入汇处下游5km、10km、15km、20km、25km、30km断面，均考虑在河道中泓处以及左、右两侧250m布设观测垂线，合计21条垂线，观测垂线编号如图1中3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23所示。
北盘江入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间40km河段观测断面5个：分别位于北盘江入汇处下游38km、46km、54km、62km、70km断面，均考虑在河道中泓处以及左侧250m布设观测垂线，合计10条垂线，观测垂线编号如图1中24、25、26、27、28、29、30、31、32、33所示。
北盘江入汇口下游常年异重流消亡处至龙滩水电站大坝区间60km河段观测断面6个：分别位于北盘江入汇处下游80km、90km、100km、110km、120km断面，以及龙滩水电站坝前500m断面，设置的6条观测垂线均布设在相应河道中泓处，观测垂线如图1中34、35、36、37、38、39所示。
(5)龙滩水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测垂线测点布设：
布设的39条水温观测垂线测点布设具体为：
库表表温层水体测点布设：布设1个测点，即水面以下0.5m。
库中温变层水体测点布设：沿水温观测垂线水深方向每间隔3.0m布设1个测点，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，根据实际情况在区间增加测点。
库底同温层水体测点布设：沿水温观测垂线水深方向每间隔2.0m布设1个测点，若两相邻测点之间温差超过0.2℃，根据实际情况在区间增加测点。
Claims (10)
1.一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统，其特征在于：该方法是根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，对水温分层型水库浑水异重流入汇后，其下游库区纵向、断面横向、水体垂向的水温结构动态变化规律进行观测，以确保水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测成果的系统性、代表性、可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化规律观测，是指结合水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区、参混消亡区分别布设相应水温观测断面对水温结构变化规律进行观测。
3.根据权利要求2所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的入汇发展区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇发展区，根据水库水体浑浊区发展与参混情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化发展效应。
4.根据权利要求2所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后库区纵向的参混消亡区水温结构变化规律观测，是指在水库浑水异重流入汇参混消亡区，根据水库水体浑浊区参混与消亡情况，进行库区纵向水温结构变化规律观测断面的布设，以观测水库浑水异重流入汇后库区纵向水温结构变化消弱效应。
5.根据权利要求1所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后断面横向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，并根据观测工作精度要求，在水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测范围向各水温观测断面上横向布设相应观测垂线进行观测。
6.根据权利要求1所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后水体垂向水温结构变化规律观测，是指根据水温分层型水库库区支流入汇的水库浑水异重流在其下游范围沿程的流动、参混发展及变化情况，在观测范围各水温观测垂线上垂向布设相应水温具体测点进行观测。
7.根据权利要求1所述的一种水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测方法，其特征在于：所述水库浑水异重流入汇后水温结构分布变化观测采用人工操作方式，将水温观测仪器置于指定水温观测垂线的待测点上，至少停留15秒，待仪器读数稳定且自动记录垂向测点水温与水深数据后，将探头移至下一测点，直至整条垂线观测完成，回收探头，并现场备份观测仪器相关数据。
8.一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测系统，其特征在于：包括布设在库区的若干各观测断面和若干条观测垂线，并在观测垂线上布设有相应的观测点，所述观测点上设置有对应的水温观测仪器。
9.根据权利要求8一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测系统，其特征在于：所述观测断面的布设根据水库浑水异重流入汇后库区纵向入汇发展区和参混消亡区的区域特性实际确定，其中：布设在观测范围上边界的观测断面为2个，设置的2条观测垂线均布设在相应河道中泓处；在入汇口至下游常年异重流全面参混处区间河段布设观测断面为7个，并在河道中泓处以及左、右两侧均布设观测垂线，合计布设21条观测垂线；在入汇口下游常年异重流全面参混处至消亡处区间河段布设观测断面为5个，并在河道中泓处以及左侧均布设观测垂线，合计设10条观测垂线；在入汇口下游常年异重流消亡处至水电站大坝区间河段布设观测断面为6个，并在相应河道中泓处布设6条观测垂线。
10.根据权利要求8所述的一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测系统，其特征在于：所述水温观测仪器采用能自动记录水深、水温参数的仪器，水温传感器的分辨率为0.01℃及以上，精度为±0.15℃及以上，量测范围-5～100℃，水深传感器精度为0.3米及以上，工作深度范围0～500米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610112399.1A CN105698968A (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610112399.1A CN105698968A (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105698968A true CN105698968A (zh) | 2016-06-22 |
Family
ID=56222614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610112399.1A Pending CN105698968A (zh) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | 一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105698968A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108286237A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-17 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种含沙水流对分层型水库水温结构影响的物理模型及实验方法 |
| CN108398237A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 浙江大学 | 一种模拟异重流在峡谷中运动的试验装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205828A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液中投げ込みセンサ− |
| CN104634325A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库水温变化规律原型观测方法 |
| CN104931154A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-23 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种浮动式水库垂向水温自动观测装置及方法 |
| CN105043590A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-11-11 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库双温跃层变化规律连续自动观测装置及其安装方法 |
| CN105300558A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库叠梁门分层取水水温观测装置及其观测方法 |
-
2016
- 2016-03-01 CN CN201610112399.1A patent/CN105698968A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205828A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液中投げ込みセンサ− |
| CN104634325A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库水温变化规律原型观测方法 |
| CN105043590A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-11-11 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库双温跃层变化规律连续自动观测装置及其安装方法 |
| CN104931154A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-23 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种浮动式水库垂向水温自动观测装置及方法 |
| CN105300558A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库叠梁门分层取水水温观测装置及其观测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 俞衍升等: "《水库管理分册》", 31 January 2004 * |
| 水利电力部水利司编: "《水工建筑物观测工作手册》", 30 June 1980 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108286237A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-17 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种含沙水流对分层型水库水温结构影响的物理模型及实验方法 |
| CN108286237B (zh) * | 2018-03-16 | 2023-07-14 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种含沙水流对分层型水库水温结构影响的物理模型及实验方法 |
| CN108398237A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 浙江大学 | 一种模拟异重流在峡谷中运动的试验装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Çalışkan et al. | Effects of selective withdrawal on hydrodynamics of a stratified reservoir | |
| CN108318396B (zh) | 尾矿坝渗流场相似模拟试验系统的试验方法 | |
| CN103424240B (zh) | 温差-泥沙耦合异重流模拟试验系统 | |
| CN113111418B (zh) | 一种径潮流河段抛石落距的预测方法 | |
| Yuan et al. | The response time of the Changjiang plume to river discharge in summer | |
| CN105698969A (zh) | 一种水库坝前垂向水温参混逆温效应观测方法及装置 | |
| CN104846772B (zh) | 高含沙水流作用下河道沉积块起动流速的测算方法 | |
| CN105222922A (zh) | 一种水库坝前水体水温时空分布规律观测方法 | |
| CN105698968A (zh) | 一种水库浑水异重流入汇后水温分布变化观测方法及系统 | |
| Qiao et al. | Numerical study of generation of the tidal shear front off the Yellow River mouth | |
| Xu et al. | Response of water environment to land reclamation in jiaozhou bay, China over the last 150 years | |
| Larson et al. | A model of the 3D circulation, salinity distribution, and transport pattern in the Pearl River Estuary, China | |
| CN105735212B (zh) | 一种水库回水区垂向水温动态变化观测方法及系统 | |
| CN206756233U (zh) | 用于监测感潮河道断面流量的数据采集平台 | |
| CN206756872U (zh) | 水平式adcp测流平台 | |
| CN105588666A (zh) | 一种水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测方法及系统 | |
| CN205102952U (zh) | 一种水库坝前进水口水温变化三维观测系统 | |
| CN205691266U (zh) | 一种水库坝前垂向水温参混逆温效应观测装置 | |
| CN105181176A (zh) | 一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测方法及观测系统 | |
| Qi et al. | An unstructured grid hydrodynamic and sediment transport model for Changjiang Estuary | |
| CN206616513U (zh) | 兼顾床面稳定和快速排水的河工模型排水系统 | |
| CN205538029U (zh) | 一种水库前置挡墙墙体两侧水温对比观测装置 | |
| CN205404001U (zh) | 一种超宽水域横断面垂向水温日变化规律观测系统 | |
| Wu et al. | Numerical simulation of the transport and diffusion of dissolved pollutants in the Changjiang (Yangtze) River estuary | |
| CN205808589U (zh) | 一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160622 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |