托什干河上游梯级水库水温预测研究

发布时间：2016-11-05 19:23

  本文关键词：河流水电开发对生态环境的影响及其对策研究，由笔耕文化传播整理发布。

《西安理工大学》 2008年

托什干河上游梯级水库水温预测研究

孙东迁  

【摘要】： 河流梯级开发提高了水资源利用效率,推动了社会和经济发展,但对区域的生态和环境系统有很大的影响。水温预测是水电工程环境影响评价所需要的重要内容之一,对于水资源开发利用的可持续发展具有重大意义。 水温是水环境中重要的影响因子之一,水的物理、化学性质及水生生物、农作物、水生生态对水温都很敏感。水温的变化会给水库库区及下游河道的水质、水生生物的生长及工农业生产带来一系列的影响,因此准确模拟和预测水库的水温分布规律,并加以调控,对改善库区及下游河道的水生生态有着重大意义。 本文在总结前人研究成果的基础上,应用MIKE3数学模型预测新疆阿克苏河流域托什干河上游河段规划实施后各梯级水库水温及下游河道水温的变化情况。本文分别对方案三(推荐方案)及三个比较方案中契恰尔水库(α=2.54,分层型)、科克卡尔水库(α=2.57,分层型)进行库区三维水温计算。根据平水年(P=50%,1991年)资料算出平水年各月水库出水口的月平均水温和坝前水温分布。对其余引水式水电站及河道采用一维天然河道水温模型进行水温模拟。根据模拟结果预测分析托什干河上游段梯级开发规划方案对水温影响,并对如何消除不利影响提出措施或建议。 本文主要研究成果如下: 1.四种方案中契恰尔水电站水温分布总体变化趋势是一致的。库区坝前水体水温分层具有明显的季节性特性。下泄水温与建库前的天然河道相比,有一定程度的变化。5-9月份,水库下泄水温低于原天然河道水温,7月份温差最大;10-4月,水库下泄水温则高于原天然河道水温,11月温差最大。年际水温变化曲线上会出现一种“坦化”的趋势。 2.方案一、二、三中科克卡尔水电站库区坝前水体水温分层具有明显的季节性。水库建成后将使得其下泄水温的年内变化幅度比天然河道有所减小,5-9月份,水库下泄水温低于原天然河道水温,同时也低于上游契恰尔下泄水温,7月份温差最大。10-4月,水库下泄水温则高于原天然河道水温,也高于契恰尔下泄水温,11月份温差最大。由于来水来自上游契恰尔水电站,水温就比天然河道水温分布平坦,水库出水口水温比契恰尔的出水水温分布平坦。 3.方案四中科克卡尔水电站在5、8、9月份为混合型水库。出水口水温分布趋势与其他方案相同,但是温度变化幅度比较大,冬天出水水温比别的方案低,夏天则高于其他方案的出水水温。 4.通过四种方案计算结果比较,方案四水库下泄水温对天然河道水温的影响最小。为减小梯级开发对下游河道的水温影响,推荐采用方案四。

【关键词】：
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TV697.21
【目录】：

摘要3-5

Abstract5-9

1 绪论9-19

1.1 研究背景与意义9-10

1.2 水库水温预测研究概述10-18

1.2.1 水库水温结构分层及其判别方法10-12

1.2.2 水库库区水温预测模拟研究进展12-17

1.2.3 下游河道水温预测模拟研究进展17-18

1.3 本文主要工作18-19

2 计算模型简介19-25

2.1 MIKE3简介19-23

2.1.1 基本方程19-20

2.1.2 数学方法简介20-23

2.1.3 初始条件23

2.1.4 边界条件23

2.2 下游河道水温预测模型23-25

2.2.1 下游河道一维对流～扩散方程23

2.2.2 纵向弥散系数 D_L的确定23-24

2.2.3 模型求解24-25

3 托什干河梯级开发工程概况25-29

3.1 流域概述25-26

3.1.1 自然地理概况25

3.1.2 水文、径流25-26

3.1.3 洪水26

3.1.4 冰情26

3.2 梯级布置方案26-27

3.3 梯级水库工程特性27-29

3.4.1 方案一工程特性27-28

3.4.2 方案二工程特性28

3.4.3 方案三工程特性28

3.4.4 方案四工程特性28-29

4 托什干河上段梯级开发推荐方案水温计算29-53

4.1 水库计算范围及河段地形概化29

4.2 计算工况29

4.3 气象边界29-30

4.4 计算参数30

4.5 契恰尔水电站库区水温分布计算30-39

4.5.1 边界条件30-32

4.5.2 计算成果32-38

4.5.3 小结38-39

4.6 科克卡尔水库库区水温分布计算39-48

4.6.1 边界条件39-40

4.6.2 计算成果40-47

4.6.3 小结47-48

4.7 科克卡尔水库下游河道水温分布计算48-53

5. 托什干河上段其余梯级开发方案水温计算53-83

5.1 方案一53-57

5.1.1 契恰尔水库库区水温分布计算53-54

5.1.2 科克卡尔水库库区水温分布计算54-56

5.1.3 科克卡尔水库下游河道水温分布计算56-57

5.2 方案二57-68

5.2.1 契恰尔水库库区水温分布计算57-58

5.2.2 科克卡尔水库库区水温分布计算58-65

5.2.3 科克卡尔水库下游河道水温分布计算65-68

5.3 方案四68-79

5.3.1 契恰尔水库库区水温分布计算68-69

5.3.2 科克卡尔水库库区水温分布计算69-75

5.3.3 科克卡尔水库下游河道水温分布计算75-79

5.4 方案分析79-83

5.4.1 坝前水温沿垂向分布结果分析79-80

5.4.2 水库出水口水温分布结果分析80-83

6 结论及建议83-86

6.1 结论83

6.2 建议83-86

致谢86-87

参考文献87-90

附录90

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【参考文献】

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本文编号：165670