水库内温度场试验与坝后温度恢复的数值模拟

发布时间：2020-06-14 04:00

【摘要】：水库是在河道、山谷、低洼地修建挡水坝或堤堰、隔水墙形成的蓄集水的人工湖,水库兼具防洪、发电、灌溉、供水、蓄能等多种作用,为社会经济发展做出了重大贡献。但对于一些大型水库,尤其是调节性能好的水库,由于存在大量水体蓄积,在沿水深方向往往会出现有规律的水温分层现象,从而可能导致库区内水生生物结构发生变化,且下泄低温水也会对下游鱼类产卵繁殖和灌溉农作物生长产生不利影响。为了治理改善水库建设运行所引发的生态问题,不但需要了解库内水温分层现象与规律,而且必须掌握坝后温度恢复情况。国内外对此已开展了大量研究,然而,由于水体温度交换问题的复杂性,水体层化的临界条件等仍有待进一步明确。因此,开展对大型深水库温度分层现象与坝后温度恢复的研究具有重要的工程意义。本文首先设计制作了一个水库温度分层试验模型,以此开展了水库水温分层的同步测量,获得了大量宝贵的同步测量资料,为水温数值模型参数率定与验证提供了基础数据;利用TELEMAC-3D水动力水温软件,以水库温度分层试验模型为对象建立了一个数值模型,根据试验实测资料对该模型进行了参数率定和验证,并利用率定后的水动力水温数值模型对不同来流情况下温度层化发展过程开展了模拟。物理试验和数值试验表明:温度分层后水体从上至下可分为表层同温层、密度跃层和底部恒温层;数值模拟结果与试验结果吻合,所建立的数值模型可作为研究水体温度分层现象和规律的工具;理查德森数值Ri是判别温度场分层与混合的重要依据,判断温度场分层与混合的理查德森数(Ri)临界值为0.25。最后,利用率定后的水动力水温模型,对5月份百色水库下泄冷水的水温沿程的恢复情况开展了模拟。模拟结果显示,除入流温度较高的澄碧河支流入口附件河段外,模拟区域内其余河段内的水温升高速度均较低,相比于百色市上游河段,百色市下游河段内水温恢复速度更低。预测结果对百色水库的下泄管理和下游沿岸工农业取水有指导作用。 【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV697.21

【图文】：

上海交通大学硕士学位论文资料收集验的，完成设备调试验，观测记录温层过程掌握 TELELMAC-度场的预测利用 TELEMAC-3D对应的温度场利于试验结果，率定温度场模拟工具

试验模型简图

【参考文献】

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本文编号：2712243