水库水温分层判别预测的模式的识别方法研究

本文提出了水库水温分层判别预测的模式识别方法。不直接描述水温分层的物理机制，而由模式识别的感知器算法直接从水库水温结构实际存在的类属特性中精炼概括分类规律，给出分层判别函数，从理论上解决了现行四种判别方法存在的对水温分层机理描述不完善，经验性强，通用性差等问题。     

浅谈水库水温计算方法

在收集国内外水库水温分布预测方法的基础上,简要分析了影响水库水温分布的影响因素,介绍了当前常用的水库分层判别方法及水库水温预测的经验法,重点介绍了当前流行的数学模型法,同时对各方法的优、缺点及适用性进行了比较评价。     

水库水温研究进展及趋势

水库水温时空分布的变化对库区及下游河道环境及水生生态系统等产生重大影响，水库水温研究对库区及下游河道生态环境保护具有重要意义。回顾了国内外水库水温研究历程，介绍了主要的水库水温结构判别方法和水库水温研究方法，重点论述了水库水温机理性模型与智能算法模型的最新动态及前沿进展，总结归纳了水库水温分层特性、生态环境影响及其改善措施的最新研究成果，提出了未来重点研究方向：梯级水库影响下流域河-库系统水热传递规律、基于非静压的水库水流水温耦合计算、面向下游水温改善的水库分层取水生态调度。     

双峰寺水库分层水温预测分析

双峰寺水库为武烈河流域拟建的1座大型水库,利用武烈河承德站水温和气象系列资料,在对水库水温分布类型判别的基础上,通过对库表面月平均水温的估算及库底平均水温计算方法比选,并根据水库下游河道环境生态用水要求,确定分层取水的水深控制范围,为水库水工分层取水设计提供理论依据。     

水库水温预测方法研究

温度分层是水库的一个重要特征，它对库区及水库下游的生态环境有着巨大的影响。低温水预测计算可首先对水库水温结构进行简易判别，在此基础上对水库水温计算，方法有经验法、垂向一维模型、立面二维模型和三维模型等数学模拟法，详细介绍了丹麦水科所新开发的MIKE3。     

浅谈茶坑水库分层取水方案设计

对茶坑水库建成后的水温结构和垂向水温分布进行计算预测,通过对照同类水库分层水质变化规律,从满足优质原水供应和解决灌溉水温方面对稳定分层型水库分层取水方案进行了简要分析.从设计角度介绍了茶坑水库的竖井式分层取水方案,该取水方案对现有分层取水结构进行了优化改进,可较好地满足供水、灌溉和生态环境对水库水温水质的要求.     

小浪底水库坝前水温统计分析

根据小浪底水库自身特点对水温分层类型进行了判别,认为其水温分层为稳定分层。采用水库水温统计数学模型对水温进行了模拟,并运用最小二乘法对模型参数进行了拟合,结果表明:当年11月至翌年3月,水温总体上呈垂向均匀分布;从4月至10月(升温期到降温初期),水温呈分层状态,热量从表层向下传递,温跃层厚度为5~15 m;水库下层水温年内变幅较上层小,且上层升温幅度大于下层,下层水温的年内变化较上层有明显的滞后;0~50 m水深的计算值与实测值相比,年平均水温的相对误差在-0.6%~0.6%之间,水温年变幅的相对误差在-4.5%~4.1%之间,水温年内变化相位的相对误差在-1.3%~1.3%之间,表明计算值具有较高的精度。     

分层型水库水温水质耦合模型研究及其应用

水库水温分层不仅对水库水质的降解过程产生影响,更重要的是通过对水库流场的作用进一步影响库区水质分布,并对下泄水质产生影响,因此对分层型水库的水质模拟必须考虑水温分层影响.建立了宽度平均的立面二维水温水质耦合模型,采用建立的数学模型对某拟建水库水温水质进行了模拟.结果表明,分层型水库库区水质受温度场、流场影响明显,存在垂向分层、纵向差异等现象.研究成果可为水库水环境影响评价及保护提供参考.     

水库水温结构及其对库区水质影响研究

大型水库的建设在发挥巨大作用的同时,也带来了一些环境问题,引起人们广泛的关注,水温分层问题便是其中之一。针对水库水温分层问题,介绍了水库不同水温结构的类型及特点,总结了水库水温预测的最常用的方法:包括经验法和数学模型法,并分析了两种方法的适用条件及计算精度;探讨了水库蓄水后库区水动力特性的改变以及分层结构对库区水质的影响。研究结果表明:水库蓄水后,库区纵向流速分布自库尾至坝前段逐渐减小,水温分层会导致其它水质参数如溶解氧(DO)、pH值、化学需氧量(COD)等的分层,为水库的水温计算和库区生态环境影响评价提供依据。     

黄石盘水库地表水环境中水温影响预测评价

黄石盘水库工程是一座近期建设的大(Ⅱ)型防洪控制性水库工程。预测评价黄石盘水库地表水环境的影响,其中包括对水温的影响研究。采用立面二维水温模型对水温进行预测,计算坝前垂向水温分布、下泄水温、坝下河道水温。预测结果表明,该水库水温结构为过渡型,且在丰、平、枯典型水文年运行时均对下游水温存在明显的低温水效应。结合库区流场分析,提出本工程采用分层取水措施来减缓下泄低温水的影响。经过分层取水后可满足作物要求温度,基本不影响作物正常生长。     

基于GPU和数据同化的深水湖库水温与溶解氧中短期预报

深水水库通常存在季节性温度分层,由温度分层引起溶解氧等水质指标的分层还会诱发库区水环境水生态问题。当前在中短期时间尺度上对水库水温和溶解氧进行预报的研究相对较少,提高数学模型的模拟效率与精度对提升中短期预报效果至关重要。本文采用集合卡尔曼滤波算法作为同化方法,基于CE-QUAL-W2模型建立水库水动力水质数学模型,基于OpenACC的GPU并行方法提升模型计算效率,构建大黑汀水库水温与溶解氧的数据同化系统,在中短期时间尺度上开展水库水温与溶解氧高精度、高效率预报。预报结果符合水库水温与溶解氧的中短期变化规律,能够为大黑汀水库的供水与生态安全提供技术支撑。     

英那河水库扩建工程运营后水温变化预测及对策

英那河水库扩建工程运营后,由于大坝加高,出现了水库水温分层和水库出流水温降低现象。本文应用一维数学模型,对水库水温分层程度进行了预测,提出了水温分层对下游用水影响对策及具体措施。     

水库水温结构划分的模糊回归预测模型及其应用

根据水库水温垂直结构分布的模糊性特点，应用多目标模糊模式识别和回归分析理论，研究了水库水温垂直分布类型的模糊识别回归预测方法，实例分析表明该方法是有效的。     

热带地区水库水温分层特性研究

为探讨热带地区水库水温分层特征,采用垂向一维水温数学模型对海南省南渡江干流某拟建大型水库开展了水库垂向热分层结构和下泄水温过程研究,并探讨了叠梁门分层取水措施对低温水的改善效果。研究结果表明:①受水库湖泊特性和气候特征影响,海南热带地区水库水温总体也呈现随季节变化的分层结构,在冬季水温趋于同温,夏季水温分层逐渐加强且显著,年内垂向最大温差可达11.8℃,由于海南主汛期为9～10月,汛后水库蓄热能力明显减弱。②水库下泄水温呈现低温水明显、高温水较弱的规律,最大降幅9.7℃,最大升幅仅为1.0℃。③叠梁门分层取水措施的运用,加强了水库垂向分层状态,对低温水的改善效果显著,最大低温水影响降低为2.3℃。     

光照水电站水库水温分析预测及分层取水措施

光照水电站水库为不完全多年调节水库,水库水温属分层型。如果按原设计取用深层水,下泄的低温水将对下游河道生态环境产生显著的不利影响。本文在对水库水温分布状况分析的基础上,并充分考虑工程技术的可行性,提出了采用叠梁门分层取水措施,以避免低温水下泄产生的不利影响。计算表明,分层取水方案的下泄水温比原方案提高了3.1℃。     

泥沙异重流影响下的水库垂向水温分布预测模拟

水库水体异重流的变化是影响水库水温分布最为关键的因素之一。本文以黄河上游刘家峡水库为例,建立考虑泥沙异重流影响的三维水库水温模型,利用已有水库水温分布监测数据对模型进行验证。在考虑有无泥沙异重流影响的条件下,对水库汛期库区垂向水温分布进行预测和比较。模拟结果显示,在不考虑来流含沙时,库区垂向水温分布始终为典型分层型,按实际含沙来流计算时,库区垂向水温分布随着水沙量增大而呈现从分层型转化为混合型分布的变化,泥沙异重流是造成夏季水库水温成混合型的主要原因,只有考虑泥沙异重流的影响才能正确预测多沙河流上水库水温的变化规律。     

水库水温分层对浮式取水口前流速分布的影响

由于目前缺乏对浮式取水口前流场变化规律的研究,以分析水库水温分层对取水口前各断面流速分布影响为目标,依据某水库水温资料,采用k-ε紊流模型对浮式取水口前流场进行三维数值模拟,针对水库水温均一和水温分层的两种情况,研究取水口前流速分布,分析水库水温分层对取水口前各断面流速分布的影响。研究结果表明,在浮式取水口附近,水温均一和水温分层的流速分布存在着差异,这种差距随着取水流量和淹没深度的增大而减小。研究成果可为浮式管型取水设施的应用和运行提供技术支持,为取水水温预测提供理论依据。     

溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库水温分布特性

梯级水库蓄水运行后,改变了河流的天然水流情势和水体的年内热量分配,水库内的水温分布特性随之变化。为了解溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库蓄水运行后河道水温分布特征,对梯级水库沿程19个断面水温进行了观测,并根据观测资料系统地分析了梯级水库进出库水温和沿程水温分布,以及垂向温度分布变化情况。研究结果表明:溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库的下泄水温在降温季节略有增加,在升温季节略有下降,形成了"高温不高,低温不低"的平坦化现象;溪洛渡和向家坝水库坝前区域在垂向上均出现明显的温度分层,而三峡水库近坝区的温度分层现象在梯级水库运行后明显减弱,近几年表层和底层水温相差最大值仅为2.5℃。研究结果可为梯级水库联合调度、水生态研究、水库水温数学模型验证等提供参考。     

基于MIKE平台的水电工程对水温影响预测评价

准确模拟和预测水库及下游河道的水温分布规律对降低水电工程环境影响起着重要作用。基于MIKE系列软件,采用一维水温模型对怒江中下游天然河道水温进行数值模拟计算,并在对怒江规划龙头马吉水库的水温类型进行判别的基础上,运用库区立面二维水温模型对库区及下泄水温变化进行预测。计算结果表明,马吉水库为典型温度分层型水库,来水量越大,表层水温越低,底层水温越高。水库建成后,下泄水温过程与天然河道水温过程差异加大。上述研究可为在水电工程运行中采取措施应对水温变化提供技术支撑。     

水库及下游河道的水温分析

在收集国内外水库与下游河道水温时空分布资料的基础上 ,对水库水温分布类型判别及其影响因素 ,水库表层年平均及各月水温变化估算 ,下游河道水温秋冬升温与春夏降温及冬季最小不封冻距离估算等进行探讨 .